Выбор схемы подстанции, числа и мощности трансформаторов. Выбор структурной схемы подстанции

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Исходные данные

	Наименование	Единица измерения	Значение
Система	Напряжение	кВ	110
	Число ЛЭП связи с системой	шт.	2
	Длина ЛЭП	км	20
	Мощность КЗ на шинах системы	МВА	3000
	Количество отходящих от ПС ЛЭП	шт.	---
	Транзитная мощность	МВт	---
Потребители среднего напряжения	Напряжение	кВ	35
	Число потребителей	шт.	4
	Максимальная активная мощность одной ЛЭП	МВт	8
	Коэффициент мощности	о.е.	0,8
	Коэффициент одновременности	о.е.	0,9
	Доля потребителей 3 категории	о.е.	0,3
Потребители низшего напряжения	Напряжение	кВ	6,3
	Число потребителей	шт.	14
	Максимальная активная мощность одной ЛЭП	МВт	1,0
	Коэффициент мощности	о.е.	0,8
	Коэффициент одновременности	о.е.	0,9
	Доля потребителей 3 категории	о.е.	0,3
	Тип графика нагрузки		1
Тип ПС			Тупиковая
Место строительства ПС			Сочи

I. Выбор схемы подстанции, числа и мощности трансформаторов

I.1. Выбор структурной схемы подстанции

Данная ПС является тупиковой. Так как сеть на стороне высшего напряжения 110 кВ является сетью с глухозаземленной нейтралью, а на сторонах среднего и низшего напряжений 35 и 6,3 кВ соответственно – с изолированной нейтралью, поэтому применение автотрансформаторов невозможно.

В задании не предусматривается возможность питания потребителей от других источников, поэтому требуется установка не менее одного трансформатора на данной подстанции.

Произведем выбор схемы РУ-110 кВ и числа трансформаторов путем технико-экономического сравнения, для чего обозначим два варианта схемы:

Вариант 1: на подстанции устанавливается 2 трансформатора, РУ-110 кВ – схема с одиночной секционированной системой шин с обходной и объединенным обходным и секционным выключателем.

Рисунок 1. Вариант 1 схемы ПС

Вариант 2: на подстанции устанавливается 3 трансформатора, РУ-110 кВ – схема с одиночной секционированной системой шин с обходной и объединенным обходным и секционным выключателем.

Варианты схем подстанции изображены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 2 Вариант 2 схемы ПС

I.2. Выбор числа и мощности трансформаторов.

Для выбора мощности трансформаторов необходимо рассчитать нагрузку трансформаторов в нормальном  и аварийном режимах. Мощность трансформатора выбирается по наиболее загруженной стороне, в данном случае – стороне ВН. Для этого необходимо построить суточные графики нагрузки в нормальном и аварийном режимах.

Произведем расчет нагрузок отдельно по реактивной и активной мощностям в табличной форме.

Расчет нагрузок нормального режима.

Таблица 1.

Нагрузки нормального режима

Расчет нагрузок аварийного режима:

При расчете параметров аварийного режима учитывается только нагрузка потребителей первой и второй категории.

Таблица 2.

Нагрузки аварийного режима

Построим график нагрузок на стороне ВН трансформаторов.

Рисунок 3. График нагрузок на стороне ВН трансформатора.

Параметры графика нагрузок:

1. Максимальная мощность

S_max = 51,8 МВА

2.  Максимальная активная мощность

P_max = 41,4 МВт

3.  Средняя активная мощность за сутки

 МВт

4.  Время использования наибольшей нагрузки

 ч

5.  Время использования наибольшей нагрузки годовое

T_{макс.год} = T_макс   365 = 18,9   365 = 6899 ч

6.  Коэффициент заполнения графика

Произведем выбор трансформаторов в 1 и 2 вариантах в нормальном и аварийном режимах.

1 вариант:

а) нормальный режим.

 МВА

б) аварийный режим

МВА

Выбираем ТДТН-40000/110, т. к. перегрузка более 1,4 раз допустима только по согласованию с заводом-изготовителем.

2 вариант:

а) нормальный режим.

 МВА

б) аварийный режим

 МВА

Выбираем ТДТН-16000/110.

I.3. Расчет капитальных затрат

Произведем расчет капитальных затрат по вариантам

К = К_Т + К_РУ, где К_Т – суммарная расчетная стоимость трансформаторов;

К_РУ – суммарная расчетная стоимость ячеек выключателей, необходимых для подключения трансформаторов к РУ.

Расчет капиталовложений произведем в табличной форме.

Таблица 4

Капитальные затраты