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 SCH - 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:
QBH=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;
Sт – 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 Sр
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.
