Разработка структурной схемы

Структурная схема подстанции – это часть главной схемы, которая определяет пути передачи электрической энергии от генераторов к распределительным установкам разных напряжений, а также от распределительных устройств к потребителям.

Структурная схема подстанции зависит от состава оборудования (числа трансформаторов и т. д.) и распределения нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения.

Функционирование данной структурной схемы выдачи электроэнергии подстанции такова: электроэнергия поступает от энергосистемы в ОРУ высокого напряжения подстанции, далее в РУ среднего и низкого напряжения и распределяется между потребителями. В данной схеме применено 2 силовых трансформатора, что позволяет обеспечить питание потребителей первой и второй категории. При выходе из строя первого трансформатора, потребители будут питаться от второго трансформатора.

 

Рисунок 3 – Структурная схема подстанции

 

Расчет мощности подстанции

Мощность, МВА рассчитывают по формуле:

 

(1)

 

где P – активная мощность подстанции, МВт;

Q - реактивная мощность подстанции, МВар;

 

Мощность подстанции на СН, МВА вычисляют по формуле:

 

 

где S_CH - мощность трансформаторов СН, МВА;

∑P – сумма мощностей электроприемников;

cosφ – коэффициент мощности;

 

 

Мощность на НН вычисляют по формуле (1), МВА:

 

 

Реактивная мощность на ВН, СН и НН вычисляют по формуле, МВар:

 

 

Q_BH=16,8 + 21,7 =38,5

 

Qcн= 42 0,4 =16,8

 

Qнн= 43,4 0,5 =21,7

 

Активная мощность вычисляют по формуле, МВт:

 

 

 

Pвн = 40 + 42 = 82

 

Расчетную мощность подстанции вычисляют по формуле (1), МВА:

 

 

Расчет количества мощности трансформаторов

На подстанции для категории 1 и 2 потребителей, выбираем два силовых трансформатора, чтобы обеспечить 75% потребителей. Наиболее часто на подстанциях устанавливают два трансформатора. В этом случае при правильном выборе мощности трансформаторов надежное электроснабжение.

Мощность, кВА трансформаторов вычисляют по формуле:

 

 

где β – коэффициент загрузки для предварительного расчета;

S_т – мощность трансформатора

n – количество трансформаторов

 

 

Выбираем по данным автотрансформатор: ТРДН – 63000/110/35

 

Таблица 2 – Параметры автотрансформатора

 

Pн , МВА	Iдоп , А	BH, кВ	CH, кВ	HH, кВ	BHCH, кВ	BHHH, кВ	CHHH, кВ

 

Проверим работу выбранного автотрансформатора в аварийном режиме

 

1.4 S _т ≥ 0.75 S_р

 

где 1.4 – коэффициент аварийной перегрузки;

0.75 – коэффициент составляющий 75% потребителей первой и второй категории

 

1.4 ∙ 125000 ≥ 192000∙0,75

 

175000 ≥ 143925

 

 

Выбор схем РУ

 

 

Рисунок 4 – упрощенная принципиальная схема электрических соединений

 

QS1 – разъединитель; Q1 – выключатель; QK – секционный выключатель.

В схеме для четырёх ВН устанавливается три выключателя Q1; Q2; Q3. При повреждении на линии W1 отключается выключатель Q1, трансформаторы Т1 и Т2 остаются в работе, связь с энергосистемой осуществляется по линии W2. При повреждении в трансформаторе Т1, отключается выключатель Q4 со стороны 6-10 кВ, и выключатели Q1 и Q3. В этом случае линия W1 оказалась отключенной, что является недостатком схемы мостика.

При необходимости вывода трансформатора в ремонт, отключают разъединитель QS1 и выключатели Q1 и Q3, восстанавливает работу линия W1.

Для сохранения в работе обеих линий при ревизии любого выключателя(Q1;

Q2; Q3) предусмотрены разъединители QS3, QS4. Для ревизии выключателя Q1 предварительно включают QS3, затем отключают Q1 и разъединители по обе стороны выключателя. В результате оба трансформатора и линия будут работать.

 

 

Рисунок 5- Схема РУ-10

 

Схема сохраняет все достоинства схем с одиночной системой шин.

Достоинством схемы является простота, наглядность, экономичность, достаточно

высокая надёжность. При повреждении одной линии отключаются выключатели

Q2, Q3 и автоматически включается QK3, восстанавливается питание первой секции ГПП по линии W4.

При коротком замыкании на шинах в точке К-1 отключаются выключатели QK1, Q6, Q3 и автоматически включается QK3.