Тупиковая подстанция 110/35/10 кВ

– число часов максимальных потерь.

         =5850 ч для Т_max=6917,19 ч [6, рис.5.6]

Потери в трансформаторе ТДТН-63000/110

 

 

Определим эксплуатационные затраты  , тыс.руб:

,     (6.2)

- стоимость потерянной электроэнергии  в трансформаторах, тыс.руб/кВт∙ч:

,       (6.3)

где - стоимость одного кВт∙ч, 1,6 руб/кВт∙ч

- расходы на ремонт, амортизацию  и содержание персонала. Они  составляют 8-9% от капитальных затрат, тыс.руб.

,      (6.4)

=

             

5.2. Расчет капитальных затрат для варианта №2

   

  

Для Т₁ (ТДН-25000/110):

   =5670 ч для Т_max=6897,86 ч [6, рис.5.6]

Для Т₂ (ТРДН-40000/110):

   =5800 ч для Т_max=6945,08 ч [6, рис.5.6]

  

Определим эксплуатационные затраты  , тыс.руб:      

    =

Подсчитаем приведенные  затраты :    

    

Относительная разница  двух вариантов:

  

Вывод: Вариант №1 экономичнее Варианта №2 на 21,8% и для дальнейших расчетов выбираем его.

 

 

 

 

 

 

6. Выбор схемы собственных нужд подстанции

 

Согласно НТП, на всех ПС устанавливаются не менее двух трансформаторов собственных нужд. К трансформаторам собственных нужд подстанции могут подключаться только потребители подстанции.

Согласно НТП, пункт 2.8, выбираем на проектируемой ПС постоянный оперативный ток. Источником постоянного  оперативного тока служит аккумуляторная батарея. Батареи, согласно пункту 2.6, работают в режиме постоянного подзаряда от выпрямительных устройств.

Выбор числа и мощности ТСН производим в зависимости  от расчетной нагрузки, числа трансформаторов  и типа подстанции.

Составим таблицу общих  нагрузок собственных нужд на подстанции. Определим расчетную нагрузку по установленной мощности приемников по формулам:

 

, где  коэффициент спроса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица №6.1. Сводная  таблица элементов СН.

Наименование приемника	Установленная мощность						Расчетная нагрузка
	Ед. кол.	Всего кВт ч					Летом			Зимой
1	2	3	4	5	6		7	8		9	10
Охлаждение трансформа- торов	2х7,5	15	0,85	0,62	0,85		12,8	7,9		12,8	7,9
Электроподогрев и сушка трансформа- торов	100х2	200	1	0	0		-	-		40	-
Маслоочисти- тельная установка	28х1	28	0,85	0,62	0,2		5,6	3,5		5,6	3,5
Подзарядно-зарядный агрегат ВАЗП	23х2	46	1	0	0,12		5,52	-		5,52	-
Постоянно включенные сигнальные лампы	0,5х2х 29	29	1	0	1		29	-		29	-
Подогрев выключателей 110 кВ	4х1.8	7,2	1	0	1	-			-	7,2		-
Подогрев выключателей 35 кВ	3х1,4	4,2	1	0	1	-			-	4,2		-
Подогрев КРУ 10 кВ	20x1	20	1	0	1	-			-	20		-
Подогрев приводов разъединителей	24x0,6	14,4	1	0	1	-			-	14,4		-
Отопление ОПУ	40	40	1	0	1	-			-	40		-
Освещение ОПУ	40	40	1	0	1	40			-	40		-
Освещение, вентиляция ЗРУ	7	7	1	0	1	7			-	7		-
Итого						99,92			11,4	225,72		11,4

 

 

 Расчетная нагрузка:

  

   

Аварийная нагрузка с  применением: 

   аварийной вентиляции          

   сварочного аппарата              

   

Подстанция с постоянным дежурством, значит можно допустить перегрузку одного трансформатора на 30% в течении 2 часов после аварийного отключения, тогда:

 

Расчетной нагрузкой  является зимняя:

 

Тогда мощность каждого  трансформатора выбираем по условию:

 

Выбираем два трансформатора ТСЗ-250/10.

 

Определяем нагрузку трансформаторов в ремонтном  режиме:

 

Определяем загрузку трансформаторов:

  перегрузки не будет.

    

 

 

      

 

Рисунок 6.1 – Схема питания собственных нужд для постоянного оперативного тока

 

 

 

 

 

 

 

 

  7. Расчет токов короткого замыкания

Расчеты токов КЗ необходимы:

- для сопоставления,  оценки выбора главных схем  электрических станций, сетей  и подстанций;

- выбора и проверки электрических аппаратов и проводникав;

- проектирования и  настройки устройств РЗ и автоматики;

- определения влияния  токов нулевой последовательности  линий электропередачи на линии  связи;

- проектирования заземляющих  устройств;

- анализа аварий в  электроустановках и электрических системах;

- анализа устойчивости  работы энергосистем.

 В данном курсовом проекте рассчитываются только токи трехфазного короткого замыкания, т.к. он является наибольшим. Токи короткого замыкания

рассчитываются приближенным методом в относительных единицах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  7.1 Составление расчетной  схемы

Под расчетной схемой электроустановки понимают упрощенную однолинейную схему установки с  указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на ток  КЗ и поэтому должны быть учтены при выполнении расчетов.

 

      

Рисунок 7.1 – Расчетная  схема

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.2 Расчет тока короткого  замыкания в точке К1

 Составим схему  замещения:

 

Рисунок 7.2 – Схема замещения для точки К-1

 

За базисные величины принимают: S_б=1000МВА; U_срI=115 кВ; U_срII=38,5 кВ; U_срIII=10,5 кВ.

 

  Сопротивление системы:

 

  Сопротивление линий(ВЛ 110кВ):

Для ВЛ 110кВ Х_уд=0,4 ом/км

 

  Упростим схему замещения до вида:

Рисунок 7.3 – Упрощенная схема замещения для точки К-1

  

 

   Токи короткого замыкания для точки  К1:

 

 а) Периодическая составляющая тока короткого замыкания

             ,                                                      (7.1)

где Е_*^’’– сверхпереходная ЭДС, для источников бесконечной мощности  Е_*^’’= 1;

Х_рез – сопротивление генерирующей ветви до точки КЗ;

I_б – базисный ток, кА; Базисный ток определяется по формуле:

        

            

   б) Ударный ток короткого замыкания:

                                                        (7.2)

             где К_уд – ударный коэффициент, определяется по [6] , табл.3.8;

 

                  

   в) Апериодическая  составляющая тока короткого замыкания:

        

    где Т_а – постоянная времени затухания, определяется по [6], табл.3.8;

  

    г) Периодическую составляющую тока короткого замыкания:

 

              - для источника бесконечной мощности (системы);

             .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3 Расчет тока короткого  замыкания в точке К2

 Составим схему  замещения:

 

Рисунок 7.4 – Схема замещения для точки К-2

 

За базисные величины принимают: S_б=1000МВА; U_срI=115 кВ; U_срII=37 кВ; U_срIII=10,5 кВ.

 

  Сопротивление системы:

 

  Сопротивление линий(ВЛ 110кВ):

Для ВЛ 110кВ Х_уд=0,4 ом/км

 

    Сопротивление обмоток трансформатора с высшим напряжением:

    Сопротивление  обмоток трансформатора со средним  напряжением:

  Упростим схему замещения до вида:

Рисунок 7.3 – Упрощенная схема замещения для точки К-2

  

   Токи короткого замыкания для точки  К2:

 

 а) Периодическая составляющая тока короткого замыкания

             ,                                                      (7.1)

где Е_*^’’– сверхпереходная ЭДС, для источников бесконечной мощности  Е_*^’’= 1;

Х_рез – сопротивление генерирующей ветви до точки КЗ;

I_б – базисный ток, кА; Базисный ток определяется по формуле:

        

            

   б) Ударный ток короткого замыкания:

                                                        (7.2)

             где К_уд – ударный коэффициент, определяется по [6] , табл.3.8;

 

         

   в) Апериодическая  составляющая тока короткого замыкания:

        

    где Т_а – постоянная времени затухания, определяется по [6], табл.3.8;

  

    г) Периодическую составляющую тока короткого замыкания:

 

              - для источника бесконечной мощности (системы);

             

                .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.4 Расчет тока короткого замыкания в точке К3 с выключенным QB

 Составим схему  замещения:

Рисунок 7.5 – Схема замещения для точки К-3

с выключенным QB

За базисные величины принимают: S_б=1000МВА; U_срI=115 кВ; U_срII=37 кВ; U_срIII=10,5 кВ.

 

  Сопротивление системы:

 

 

  Сопротивление линий(ВЛ 110кВ):

Для ВЛ 110кВ Х_уд=0,4 ом/км

     Сопротивление обмоток трансформатора с высшим напряжением:

    Сопротивление  обмоток трансформатора со средним  напряжением:

Сопротивление обмоток  трансформатора со средним напряжением:

  Упростим схему замещения до вида:

Рисунок 7.3 – Упрощенная схема замещения для точки К-3

с выключенным QB

 

  

 

   Токи короткого замыкания для точки  К3 с выключенным QB:

 

 а) Периодическая составляющая тока короткого замыкания

             ,                                                      (7.1)

       где Е_*^’’– сверхпереходная ЭДС, для источников бесконечной мощности    Е_*^’’= 1;

Х_рез – сопротивление генерирующей ветви до точки КЗ;

I_б – базисный ток, кА; Базисный ток определяется по формуле:

        

            

   б) Ударный ток короткого замыкания:

                                                        (7.2)

             где К_уд – ударный коэффициент, определяется по [6] , табл.3.8;

 

         

   в) Апериодическая  составляющая тока короткого замыкания:

        

    где Т_а – постоянная времени затухания, определяется по [6], табл.3.8;

  

    г) Периодическую составляющую тока короткого замыкания:

 

              - для источника бесконечной мощности (системы);

             

                .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.5 Расчет тока короткого замыкания в точке К3 с включенным QB

 Составим схему  замещения:

Рисунок 7.5 – Схема замещения для точки К-3

с включенным QB

 

За базисные величины принимают: S_б=1000МВА; U_срI=115 кВ; U_срII=37 кВ; U_срIII=10,5 кВ.

 

  Сопротивление системы:

 

 

  Сопротивление линий(ВЛ 110кВ):

Для ВЛ 110кВ Х_уд=0,4 ом/км

    Сопротивление обмоток трансформатора с высшим напряжением:

    Сопротивление  обмоток трансформатора со средним  напряжением:

Сопротивление обмоток  трансформатора со средним напряжением:

  Упростим схему замещения до вида:

Рисунок 7.3 – Упрощенная схема замещения для точки  К-3

с выключенным QB

 

  

 

   Токи короткого замыкания для точки  К3 с включенным QB:

 

 а) Периодическая составляющая тока короткого замыкания

             ,                                                      (7.1)

       где Е_*^’’– сверхпереходная ЭДС, для источников бесконечной мощности    Е_*^’’= 1;

 

               Х_рез – сопротивление генерирующей ветви до точки КЗ;

      I_б – базисный ток, кА; Базисный ток определяется по формуле:

        

            

   б) Ударный ток короткого замыкания:

                                                        (7.2)

             где К_уд – ударный коэффициент, определяется по [6] , табл.3.8;

 

         

   в) Апериодическая  составляющая тока короткого замыкания:

        

    где Т_а – постоянная времени затухания, определяется по [6], табл.3.8;

  

    г) Периодическую составляющую тока короткого замыкания:

 

              - для источника бесконечной мощности (системы);

             

                .

 

Результаты расчета  токов короткого замыкания сводим в таблицу

Таблица 7.1 - Сводная таблица токов короткого замыкания

Точка КЗ	Iп.0, кА	iу, кА	iаτ, кА	Iп.τ, А
К1	5,15	12,51	0,25	5,15
К2	8,62	19,6	0,082	8,62
К3 (QВ отключен)	19,37	37,5	0,0012	19,37
К3 (QВ включен)	23,7	45,89	0,0015		23,7