В каталоге приведено одно значение мощности К.З. которое соответствует замыканию обмоток высшего и среднего напряжения, тогда сопротивление в каждой из обмоток трансформатора можно найти по формуле[1]:

RТ1В=RТ1С=RТ1Н=0,5* Rобщ1=0,5*1,36=0,68 Ом.

Где RТВ - активное сопротивление обмотки высшего напряжения трансформатора, RТС - активное сопротивление обмотки среднего напряжения трансформатора, RТН - активное сопротивление обмотки низшего напряжения трансформатора.

В каталоге также заданы напряжения соответствующие опыту К.З., используя которые можно найти напряжения К.З. в каждой обмотке по формулам[1]:

UКВ1=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н)=0,5(7,3+70-60)=17,3 %,

UКС1=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н)=0,

UКН1=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н)=0,5(-7,3+70+60)=122,3 %.

По найденным напряжения К.З. в каждой обмотке можно найти реактивное сопротивление в каждой обмотке трансформатора[1]:

ХТ1В===78,5 Ом.

ХТ1С=0.

ХТ1Н===60,5 Ом.

Рассчитываем также потери реактивной мощности из опыта Х.Х. по формуле[1]:

∆QXТ1==1,2 МВАр.

Потери мощности Х.Х. первого трансформатора можно записать [1]:

∆SХТ1=∆РХТ1+j∆QXТ1=0,13+j1,2 МВА.

По аналогичному методу рассчитываем параметры остальных трансформаторов :

2.2.2.2 Параметры трансформатора Т-2

Rобщ2===2,36 Ом.

Хобщ2===39,7 Ом.

∆QXТ2==0,864 МВАр.

∆SХТ2=∆РХТ2+j∆QXТ2=0,086+j0,864 МВА.

2.2.2.3 Параметры трансформатора Т-3:

Rобщ3===0,94 Ом.

UКВ3=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н)=0,5(11+45-28=14 %,

UКС3=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н)=0,

UКН3=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н)=0,5(-11+45+28)=31 %.

ХТ3В===54,21 Ом.

ХТ3С=0.

ХТ3Н===120 Ом.

∆QXТ3==0,625 МВАр.

∆SХТ3=∆РХТ3+j∆QXТ3=0,065+j0,625 МВА.

2.3 Составление расчетной схемы замещения сети

2.3.1 Упрощение схемы замещения:

Для облегчения понимания схемы замещения целесообразно ввести индексацию контрольных узлов и точек цепи:

По схеме №1

Принимаем т.1 – средняя точка Т-1.

Принимаем т.2 –Т-1 со стороны средней обмотки с одной стороны и линия Л-1 с другой.

Принимаем т.3 – линия Л-1 с одной стороны и к Т-3 со стороны высшей обмотки с другой.

Принимаем т.4 – средняя точка Т-3.

Принимаем т.5 – Т-3 со стороны низшей обмотки и нагрузка S3.

Принимаем т.6 –Т-1 со стороны низшей обмотки с одной стороны и линия Л-2 с другой.

Принимаем т.7 –Т-3 со стороны средней обмотки с одной стороны и линия Л-3 с другой и нагрузка S2.

Принимаем т.8 – шина подключена к линиям 2 и 3 с одной стороны и к трансформатору Т-2 с другой.

Принимаем т.9 – шина подключена к Т-2 с одной стороны и к нагрузке S1 с другой.

Рисунок 2.1 – Схема замещения сети

2.4 Расчет мощностей в точках схемы в нормальном режиме работы сети

При расчете мощностей идем по направлению от известных мощностей потребителя к искомой мощности на входе цепи расчетной согласно схеме замещения (используя формулы [1], [2]).

2.4.1.Рассчитываем мощность в начале участка 4-5:

S45=S3+∆ST3=S3+=

=15+j10+=15,003+j10,804 МВА.

2.4.2.Рассчитываем мощность перед трансформатором Т-2:

S89= S1+∆SХТ2+=60+j30+0,086+j0,864+=

=60,3+j34,55 МВА.

2.5 Расчет нормального режима замкнутой сети (S=Smax)

(используя формулы [1], [2]).:

Расчет режима замкнутой сети выполняется так же, как сети с двусторонним питанием при одинаковых напряжениях источников питания [1]. Расчетная схема кольцевой сети, условно разрезанной по шинам источника питания, имеет вид, представленный на рисунке

Рисунок 2.2 - Расчетная схема кольцевой сети

Выбираются направления мощностей, в качестве приближения принимаются напряжения во всех узлах равными номинальному и определяется потокораспределение на отдельных участках сети без учета потерь в ней.

2.5.1 Найдем сопротивления

Z1=Z1С+Z3В+ZЛ1=0,68+9,8+j42,9+0,47+j54,21=11+j97 Ом.

Z2=Z1Н+ ZЛ2=0,68+j60,5+4,8+j16,2=5,48+j76,7 Ом.

Z3=ZЛ3=3,96+j8,4 Ом.

Z4=Z3С=0,47 Ом.

Рассчитываем мощности на участках сети с двухсторонним питанием, для этого определяем мощность на головных участках:

2.5.2

S18==

=63,679+j37,626 МВА.

2.5.3

S14===51,62+j27.72 МВА.

2.5.4 Проверка:

S14+S18=S89+S2+S45

63,679+j37,626 +51,62+j27.72 =60,3+j34,5+15+j10+40+j20

115,3+j65.34≈115,3+j64,5

Погрешность вычислений составляет δР=0%, δQ=1.2% что намного меньше необходимой точности вычисления 2% .

2.5.5

S87=S18-S89=63,679+j37,626-60,3+j34,5=3,379+j3,124 МВА.

2.5.6

S47=S14-S45=51,62+j27,675 -15+j10,8=36,62+16,9 МВА.

Используя схему, полученные численные значения и направления мощностей можно найти точку потокораздела.

Точка потокораздела находится в т.7, производим размыкание сети в этой точке и производим расчет каждой из разомкнутых сетей отдельно.

Схема замещения полученной цепи(с учетом точки разрыва) показана на рисунке:

Рисунок 2.3 – Схема цепи с учетом точки разрыва

2.6 Расчет мощностей нормального режима работы разомкнутой сети

(используя формулы [1], [2]).

Индексы К и Н – соответственно конец и начало участка сети.

2.6.1. Рассчитываем мощность S74К :

S74К= S45=15,003+j10,804 МВА.

2.6.2.Рассчитываем мощность S74Н:

S74Н= S74К+ =15,003+j10,804 +=

=15,006+j10,804 МВА.

2.6.3.Рассчитываем мощность S74К :

S87К = S74Н+S2= S61’+S67=15,006+j10,804+40+ j20=55,006+j30,804 МВА.

2.6.4.Рассчитываем мощность S87Н :

S87Н = S87К +- jQЛ3=

=55,006+j30,804 +- j 0,3267=

=55,33+ j31,16 МВА.

2.6.5.Рассчитываем мощность S68К :

S68К = S87Н+ S89=55,33+ j31,16+60,3+j34,55=115,63+ j65,71 МВА.

2.6.6.Рассчитываем мощность S68Н :

S68Н = S68К+- jQЛ2=

=115,63+ j65,71+- j0,68=117,38+ j70,94 МВА.

2.6.7.Рассчитываем мощность S68Н :

S16= S68Н+=117,38+ j70,94+=

=117,64+j94,41 МВА.

2.6.8.Рассчитываем мощность SА :

SА = S16++∆SХТ1=117,64+j94,41++

+0,13+j1,2=118,08+j132,4 МВА.

2.7 Расчет напряжений нормального режима работы сети

(используя формулы [1], [2]).

2.7.1.Находим напряжение в точке 8:

U8’=U1- =

= 363 - = 352,84-j25,1кВ.

Модуль напряжения:

|U8’|=354 кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке среднего напряжения:

nВН===3.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U8= U8’/ nВН=354/3=118 кВ.

2.7.2.Находим напряжение в точке 7’:

U7’=U8-=

=118-=117,69-j0,147 кВ.

Модуль напряжения:

|U7’|=117,7 кВ.

2.7.3.Находим напряжение в точке 4:

U4’= U1-=

= 363 -  = 357,1+j13,13 кВ.

Модуль напряжения:

|U4’|=357,3 кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке среднего напряжения:

nВН===1,5.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U4= U4’/ nВН=357,3/1,5=238 кВ.

2.7.4.Находим напряжение в точке 7’’:

(U7’’)’= U4 - =

= 238 - = 237,9+j0,033 кВ.

Модуль напряжения:

|(U7’’)’| = 237,9 кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке среднего напряжения:

nВН =  =  = 2.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U7’’= (U7’’)’/ nВН=237,9/2=119кВ.

Напряжение в точке потокораздела, найденные в результате расчета обеих разомкнутых схем практически одинаковы: Погрешность:       (|U7’’|-|U7’|)*100/|U7’|=1,1%

Что соблюдает необходимую точность расчета 1,1<<10

Принимаем |U7|=118 кВ.

2.7.5.Находим напряжение в точке A:

UA=U1+=

= 363 +  = 371,7+j26,2 кВ.

Модуль напряжения:

|UA|=372,6 кВ.

2.7.6.Находим напряжение в точке 5:

U5’ = U4-=

= 238 - = 232,5+j7,5кВ.

Модуль напряжения:

|U5’| = 232,6 кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке низшего напряжения:

nВН =  =  = 6,29.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U5 = U5’/ nВН = 232,6/6,29 = 37 кВ.

2.7.7.Находим напряжение в точке 9:

U9’=U8-=

= 118 - = 108,2+j19,6 кВ.

Модуль напряжения:

|U9’|=109,9кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке низшего напряжения:

nВН = =  = 3,14.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U9 = U9’/ nВН =109,9/3,14 =35 кВ.

3 Расчет электрической части подстанции

Расчет электрической части подстанции включает в себя определение суммарной нагрузки подстанции, выбор силовых трансформаторов, выбор принципиальной схемы первичных соединений подстанции, выбор трансформаторов и схемы собственных нужд, выбор измерительных приборов для основных цепей подстанции и измерительных приборов.

Исходными данными являются:

1). Напряжение систем - UВН в кВ, которое соответствует стороне высокого напряжения (ВН) подстанции.

2). Мощность системы SНОМ в МВА.

3). Реактивное сопротивление системы Хс.

4). Число линий связи с системой указано на рис.1 и их длинна LW в км, и их параметры XW в Ом.

5). Мощность нагрузки, МВА (Указано в таблице №1).

Исходные данные согласно варианта

Тип трансформатора   ТМТН 10000/110

Мощность трансформатора S=10 МВА

Напряжение                            U=110 кВ

Сопротивление трансформатора Х=139 Ом

Длинна линии              LW1=15 км

Длинна линии              LW2=15 км

Сопротивление линии XW1=3,1 Ом

Сопротивление линии XW2=3,0 Ом

Мощность системы      SC=3100 КВА

Сопротивление системы XC=3,9 Ом

Таблица 3.1- Нагрузка потребителей в течении суток

3.1 Выбор мощности силовых трансформаторов

Для подстанций были выбраны трансформаторы мощности S МВА типа ТМН. Болем точно выбраны трансформаторы, учитывая график нагрузки.

Рисунок 3.1- График нагрузки подстанции.

Для проверки правильности выбора трансформатора реальный график нагрузки преобразуем в двухступенчатый. Начальная нагрузка эквивалентного графика определяется по формуле

==0,69

- собственно нагрузка первой, второй, n-ой ступени графика нагрузки, расположенной ниже линии номинальной мощности трансформатора.

 - длительность ступени, час.

Аналогично определяется вторая ступень эквивалентного графика, но при этом берутся ступени, расположенные выше линии номинальной мощности трансформатора.

==1,15

где - нагрузка выше линии номинальной мощности трансформатора.

Максимальный перегруз трансформатора составляет

==1,4

где - максимальная нагрузка трансформатора по графику нагрузки.

Предварительное значение  необходимо сравнить со значением ,

и если значение больше значения окончательно принимаем .

Так как =1,15<0.9*1,4=1.26 тогда принимаем =1.26

По ГОСТу 14209-85 с учетом эквивалентной температуры зимнего периода () и времени перегрузки , находим значение перегрузки допустимое = . Для трансформаторов с системой охлаждения Д. Сравниваем значением  по ГОСТу и реальное. Если значение  по ГОСТу меньше, чем реальное. Значит трансформатор выбран неправильно и необходимо выбрать трансформатор более мощный. Для надежности принимаем два трансформатора типа ТРДН. В случае выхода из строя одного трансформатора, второй обеспечит питание потребителя без ограничения.

Так как по ГОСТу 14209-85 =1,5>1,26 – трансформатор выбран правильно.

3.2    Выбор схемы электрических соединений подстанций

Главная схема электрических соединений должна удовлетворять следующим требованиям:

- обеспечивать надежность электроснабжения в нормальных и послеаварийных режимах;

- учитывать перспективы развития;

- допускать возможность расширения;

- обеспечивать возможность выполнения ремонтных и эксплутационных работ на отдельных элементах схемы и без отключения присоединений.

При этом следует применять простейшие схемы. Для тупиковой схемы рекомендуется применять схему «два блока с выключателем в цепях трансформатора и неавтоматической перемычкой».

Так как рассматриваемое РУ имеет малое число присоединений – то целесообразно применить упрощенную схему без сборных шин с короткими перемычками между присоединениями.

Упрощенная принципиальная схема электрических присоединений приведена на рис.3.2.

Краткое описание работы схемы в нормальном и аварийных режимах:

В схеме предусмотрены выключатели на линиях, третий выключатель предусмотрен на перемычке (секционный). Отключение трансформаторов, в случае их повреждения, производится двумя выключателями 110 кВ (Q1и Q3 или Q2 и Q3) и соответствующего выключателя 10 кВ (Q11 или Q12).

Вместе с трансформатором будут отключены и две соответствующие линии 10 кВ. Их работу можно возобновить с помощью АВР выключателем Q13.

Рисунок 3.2 – Упрощенная схема электрических соединений

3.3 Выбор трансформаторов собственных нужд

Выбрать число и мощность трансформаторов собственных нужд. Выбрать измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5