Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП и режима работы нейтрали

3. Выбор числа и мощности трансформаторов

          ГПП и режима работы нейтрали

Согласно исходным данным проектируемая подстанция может быть запитана по линиям ВЛ-110 кВ подстанции 220/110 кВ, расположенной на расстоянии 4,2км. от завода. Число трансформаторов ГПП определяется на основании наличия на предприятии потребителей I  и II  категории надежности. Согласно исходным данным , потребители I  и II  категорий надежности составляют 79%. В связи с этим выбираем число трансформаторов на ГПП –2.

Учитывая стороннюю нагрузку, которая по исходным данным составляет:

активная   -   Р_нс,10 = 6700 кВт, реактивная – Q_нс,10 = 2750 квар. Определяем расчетную нагрузку на шинах 10 кВ ГПП:

- активная нагрузка:

- реактивная нагрузка:

Полная мощность сторонней нагрузки составит:

- полная мощность всей нагрузки составит:

Мощность силовых трансформаторов выбираем по условию:

где   n _Т   = 2 шт.  -  количество силовых трансформаторов ;

K_з,нр = 0,75 - коэффициент нагрузки трансформаторов в нормальном режиме с учетом возможной перегрузки трансформатора в аварийном режиме ;

K_I-2  - коэффициент, учитывающий количество потребителей I  и II  категории надежности.

Определяем коэффициент К_1,2 :

На основании расчетов определяем:

т.е. мощность трансформатора не может быть меньше

Выбираем ближайший большой трансформатор номинальной мощностью 10000 кВ · А  [  7 ]. Однако, в аварийном случае, когда один из трансформаторов будет отключен, необходимо ограничить пропускную мощность через оставшийся в работе трансформатор, отключив часть нагрузки IП категории надежности.

Определим величину отключаемой мощности:

Величина отключаемой мощности меньше предельной величины мощности III категории надежности, которая составляет 21%.

Параметры выбранного трансформатора представлены в табл.       

                                                                     Таблица №

          Трансформатор  имеет схемы и группу соединения обмоток Y/D-11 с вмонтированным в обмотку ВН устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).                                                                             

Фактический коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме будет:

В аварийном режиме, при выходе из строя одного из трансформаторов, коэффициент загрузки трансформатора после отключения нагрузки III категории надежности. Не будет превышать допустимое значение:

К_{з,ав,доп}  = 1,5.

Таким образом, выбранные трансформаторы будут работать без ограничения мощности в нормальном режиме и с ограничением мощности в аварийном режиме.

Выбор режима работы нейтрали на подстанции осуществляется в соответствии с требованиями п.1.2.16 [  ]. Согласно этим требованиям, работа электрических сетей 110 кВ может предусматривать работу как с глухозаземленной нейтралью, так и с эффективно-заземленной нейтралью.

Сети  напряжением 10 кВ, согласно ПУЭ,  работают с изолированной нейтралью относятся к установкам с малыми токами замыкания на землю. Величина ёмкостного тока однофазного замыкания на землю в сети 10 кВ не должна превышать 20 А  [   ] . Для компенсации чрезмерных емкостей токов в таких сетях устанавливают ЗРОМ (Заземляющие реакторы однофазные масляные), которые подключают в нейтраль первичной обмотки трансформаторов с.н. В нормальном режиме ток, протекающий через реактор практически равен нулю. При замыкании на землю одной фазы дугогасящий реактор оказывается под фазным напряжением и через место замыкания на землю протекает наряду с емкостным током также индуктивный ток реактора. Так как эти точки отличаются друг от друга по фазе, то в месте замыкания на землю они компенсируют друг друга. В этом режиме электрическая сеть называется сетью с резонансно-заземленной (компенсированной) нейтралью.

Ёмкостный ток замыкания на землю определяется по формуле [  ]  для кабельных сетей:

где   U – междуфазное напряжение сети, кВ;

I – длина электрически связанной сети данного напряжения, км.  

В соответствии с выбранной внутризаводской схемой протяженность электрически связанной сети составляет ι =         км. Приблизительный ёмкостной ток замыкания на землю будет равен:

Так как ёмкостной ток замыкания на землю меньше тока допустимого по ПУЭ и в связи с тем, сто значительного развития промышленного предприятия и увеличения мощности распределительной сети 10 кВ в ближайшие 8-10 лет не планируется. То установка дугогасящих реакторов или других компенсирующих устройств не требуется.

Таким образом,  принимаем, что сеть 10 кВ будет с изолированной нейтралью без компенсации ёмкостного тока.