Проектирование подстанции напряжением 500/220/35 кВ

        1. Определение  мощности  эл.  установки  и  выбор типа                      трансформаторов.

       1.1.  Мощность эл.  установки.

рис. 1.  Структурная схема.

Исходные данные:

РУ-500кВ.   4800 МВА.    0,35 о.е.    700 км.

РУ-220кВ.    4 шт.  = 150 МВт.   = 0,82

РУ-35кВ.   6 шт.  = 15 МВт.   = 0,85

Мощность РУ – 220кВ.

 = n Р = 4 150 = 600 МВт.

=    = 600  0.67  =  402 Мвар.

 = 600 + 402 =  = 722 МВА.

Мощность  стороны  35кВ.

   = n Р = 6  15 = 90 МВт.

=    = 90  0,60 =  54 Мвар.

 = 90 + 54 =  = 104,9 МВА.

Общая мощность эл. установки

 =  +   = 722 + 104,9 = 827,1 МВ

1.2.  Выбор  мощности и типа трансформаторов.

Для выбора мощности трансформаторов применим формулу для двух трансформаторов.

                  =   0,7 =  827,1   0,7 = 579 МВА

Ближайшая стандартная мощность из ряда мощностей для трехобмоточных трансформаторов --  однофазные автотрансформаторы мощностью 267 МВА

Выбираем  3 АОДЦТН-  267000/500/220/35 

Каталожные данные:     

                                       =  

Габариты:                     Дл = 8,8 м.   Шр. = 5,3 м.   Выс. = 9,85 м.

Проверим трансформатор  по коэффициентам аварийной и нормальной загрузки

в нормальном режиме   по  ПУЭ  70%

=    = 51%

в аварийном режиме   по  ПУЭ  140 %

=    = 103%

Определим  максимальный  ток нагрузки обмоток тр-ра :

 =  =  = 955 А

 =  =  = 1895 А

   =  =  =  1730А

где  -  нагрузка потребителей 35 кВ  согласно данным

         - нагрузка потребителей 220 кВ  согласно данным

-  

2. Выбор главных схем распределительных устройств.

         2.1.  Выбор схемы ОРУ-500 кВ.

Рис. 2. Схема электрических соединений ОРУ-500кВ.

Так как эл. установка должна быть надёжна, а  при отключении секции  не должен  произойти разрыв транзита, то выбираем схему – 3/2 – три  выключателя на два присоединения.   Схема осуществляет высокую степень надёжности. Достоинства схемы: при выводе любого выключателя в ремонт, не происходит ни  разрыва транзита, ни перерыва питания потребителей низших классов напряжения данной п/ст. Недостатки схемы: при выводе в ремонт выключателя, по двум другим пойдут ограничения по току, так как весь нагрузочный ток данного выключателя распределится по оставшимся выключателям сверх номинального, при условии , что все работали на номинальной нагрузке.

               2.2.   Выбор схемы  ОРУ-220кВ.

Так как РУ 220 кВ. является частью СИСТЕМЫ (через авт./тр-ры), следовательно,  схема данного РУ должна обладать не меньшей степенью надежности, чем схема РУ-500кВ. Выбираем – Две  рабочие системы шин  с обходной. Данная схема позволяет производить ремонт выключателей (поочерёдно) без перерыва потребителей. Достигается это заводом  данного  потребителя  через обходную систему шин. При ремонте  секции, через обходную заводится, как правило, один потребитель.

Рис. 3. Главная схема электрических соединений РУ-220кВ.

              2.3.  Выбор схемы  РУ-35кВ.

Схема РУ – 35 кВ распространённая на данное напряжение. Так же на РУ – 35 кВ установили два сдвоенных, масляных, токоограничивающих токи КЗ  реактора    2РТМТ – 35/1000

Рис.4. Схема РУ-35 кВ. Одна рабочая система шин секционированная .

3. Расчёт токов короткого замыкания.

Рис.5. Исходная схема замещения эл. уст.

Расчёт ведётся в относительных единицах при базисных условиях, за базисную мощность принимается любая удобная величина.

 1000  МВА         точка КЗ – К1:  =  = 500кВ

                                      точка КЗ – К2:    =  = 230кВ  

                                      точка  КЗ – К3:  =  = 38,5 кВ;

тогда базисный ток:

  =  =  = 2000 А;         =  =  = 4500 А;

  =  =  = 28500 А

           3.1 Определение индуктивных сопротивлений схемы замещения.

Система:

  0,35  = 0,073 о.е.

ЭДС  системы  Е = 1,0

Воздушные линии электропередач связи эл/ уст.  и  системы:

Чтобы найти по справочнику   для напряжения 500кВ,  необходимо определить сечение провода  ЛЭП-500.  – сечение провода определяется  по  экономической  плотности  тока.    - экономическая плотность тока  для  красноярского  края  равна – 1,4    ;

  =  = 340,7  ;   где =   =  ;

а  = = 827,1 МВА ;

стандартное   сечение  ближайшее к   расчётному –3 330/66  , 

с  допустимым  током – 680 А;   проверим  провод на нагрев;

   Условие :        ;  2 3 ; следовательно провод  проходит по нагреву ,возьмём 

     ВЛ-500 - 3 АС-300/66     с допустимым током – 680 А

     ;   340,7  3 300 = 900   ;

 для этого провода  0,02 Ом.  ;  0,031 Ом. ; тогда

  = = 0,086 о.е.

Автотрансформаторы;

   =    = 0,159 о.е.

где  = ,05(  ;

   = 0

   =    = 0,302 о.е.

где  = ,05(  ;

            3.2 Расчёт трёхфазного  тока  КЗ  в точке К1.

Рис. 6. Исходная схема.

  = 0,073 + 0,086 / 2 = 0,116 о.е.

Периодическая составляющая трёхфазного тока КЗ:

 ==   =  ;

Апериодическая составляющая тока КЗ:

      ;  

 где t – время отключения выключателя, примем  t- 0,01 с. ;     –(  по справочнику  для системы связанной с точкой КЗ ч/з ЛЭП -500кВ.) – 1,87  и     = 0,07с. , значит по таблице  =0,867  ;   тогда  

 1,44172410,867 = 21139 А