Выбор числа и мощности трансформаторов главной понизительной подстанции и режима работы нейтрали

2. Выбор числа и мощности трансформаторов

          ГПП и режима работы нейтрали

Произведем выбор числа и мощности трансформаторов ГПП завода с учетом сторонней нагрузки. Учитывая, что в цехах завода имеются потребители  I  и II  категории надежности, в соответствии с [  ] должно быть не менее двух источников питания. В этой связи намечаем к установке два трансформатора, то есть  выбираем двухтрансформаторную подстанцию.

Номинальную мощность определяем по формуле:

где   -   расчетная нагрузка, приведенная к шинам 10 кВ и  учитывающая стороннюю нагрузку;

K_I-II   -   процентное содержание нагрузок I и II категории надежности ;

n _m    -   число трансформаторов на ГПП ;

b_н   - коэффициент нагрузки трансформаторов исходя из возможностей перегрузки трансформатора в послеаварийном режиме

(b_н = 0,75) ;

Тогда имеем:

Из [ ]  выбираем трансформаторы на напряжение

110/10 кВ  номинальной мощностью  S_m,ном = 6300 кВ•А. Основные параметры трансформаторов снесены в табл. №

                                                                          Таблица №

Регулирование напряжения осуществляется на стороне ВН путем РПН, для трансформаторов ТДН-16000 – 10000/110 регулирование осуществляется за счет РПН в нейтрали ВН с диапазоном регулирования ± 9 • 1,78%. Схемы соединения обмоток Y/D-11.                                                                

Определим фактический коэффициент загрузки трансформаторов  по формуле:

В послеаварийном режиме, при отключении одного из трансформаторов, нагрузка оставшегося в работе трансформатора составит:

b_па = 10241,1/6300 = 1,626 > b_па,доп = 1,5.

Следовательно, выбранные трансформаторы не обеспечивают электроснабжением всю нагрузку без ограничения.

Следовательно, в послеаварийном режиме необходимо ограничивать мощность путем отключения части мощности Ш категории:

D S_отк = 10241,1 – 1,5•6300 = 791,1 кВ•А.

В % отношении эта мощность составит:

что меньше предельной мощности Ш категории, которая составляет 24%. 

В соответствии с требованием п.1.2.16 [  ], работа электрических сетей 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной нейтралью, так и с эффективно-заземленной нейтралью.

Учитывая то, что «Новгородэнерго» для трансформаторов 110 кВ диспетчерской службой устанавливает использование эффективнозаземленную нейтраль, устанавливаем в нейтралях трансформаторов ТДН-10000-110/10к, разъединители в замкнутом состоянии.

Глухая заземленная нейтраль применяется для установок в сетях собственных нужд подстанций и промышленных предприятий на напряжении 380/220, которые являются сетями низкого напряжения. Эти мероприятия связаны прежде всего с электробезопасностью персонала обслуживающего эти установки, а также с надежностью защит от коротких замыканий.

Сети 10 кВ  работают с изолированной нейтралью.

Для компенсации чрезмерных емкостных токов в таких сетях устанавливают ЗРОМы (Заземляющие реакторы однофазные масляные), которые подключают в нейтраль первичной обмотки трансформаторов собственных нужд. Величина емкостного тока однофазного замыкания на землю в сети 10 кВ  не должна превышать 20 А [  ].В нормальном режиме ток, протекающий через реактор практически равен нулю. При замыкании 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 токи отличаются друг от друга по фазе, то в месте замыкания на землю они компенсируют друг друга.

В этом режиме электрическую сеть называют сетью с резонансно-заземленной (компенсированной) нейтралью.

Емкостный ток замыкания на землю определяется приближенно электрически связанных кабельных сетей I_с  по формуле :

где   U – междуфазное напряжение сети, кВ;

I – длина электрически связанной сети  данного напряжения.     

Учитывая, что длины кабельной сети рассматриваемого предприятия, питающих электропотребителей составляют в сумме

I_S =       км, определим емкостной ток замыкания на землю:

Так как  емкостной ток замыкания на землю значительно меньше тока допустимого по ПУЭ, и в связи с тем, что значительного развития заводской сети 10 кВ и увеличения ее мощности в ближайшие 8-10 лет не планируется, устанавливающихся реакторов и других компенсирующих установок не требуется.

Таким образом, принимаем заводскую сеть 10 кВ сетью с изолированной нейтралью без компенсации емкостных токов.