Тупиковая подстанция 110/35/10 кВ

Продолжительность использования  максимальной нагрузки можно определить по выражению:

                   (3.3)

                 часов

 

 Величина Т_max играет большую роль в расчетах электропотребления, при определении годового расхода и потерь электроэнергии, экономических нагрузок токоведущих элементов и др. Она имеет определенное характерное значение для каждой отрасли промышленности и отдельных видов предприятий и потребителей.

 

 

 

 

2.2 Выбор трансформаторов  связи для второго варианта

2.2.1.Выбор трансформатора  связи

Определим S_max  :           

               

               

     Для связи РУВН-РУСН:

 Выбираем трансформатор ТДН–25000/110 [3]

1)115кВ≥110кВ

2)38,5кВ≥35кВ

3)25МВА≥17,5МВА

Т а б л и ц  а 2.1 – Технические данные силового трансформатора

Тип тр-ра	Sн,т МВА	Напряжение обмоток, Кв			Потери, кВт		Uн,, %			Цена, Тыс. руб.
		ВН	СН	НН	Pхх	Pкз	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
ТДН-25000/110	25	115	-	38,5	25	120	-	10,5	-	21690

 

Проверяем выбранный  трансформатор в режиме аварийного отключения другого параллельно работающего трансформатора, при 40%-м перегрузе данного трансформатора:

      (2.3)

где S_н,т – номинальная мощность трансформатора

;

Следовательно, трансформатор  ТДН-25000/110 подходит

Данный трансформатор является трёхфазным, двухобмоточным, с масляным охлаждением с естественной циркуляцией масла и дутьем, с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

 

Для связи РУВН-РУНН:

 Выбираем трансформатор ТРДН–40000/110 [3]

1)115кВ≥110кВ

2)10,5кВ≥10кВ

3)40МВА≥36,37МВА

Т а б л и ц  а 2.1 – Технические данные силового трансформатора

Тип тр-ра	Sн,т МВА	Напряжение обмоток, Кв			Потери, кВт		Uн,, %			Цена, Тыс. руб.
		ВН	СН	НН	Pхх	Pкз	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
ТРДН-40000/110	40	115	-	38,5	25	120	-	10,5	-	21690

 

Проверяем выбранный  трансформатор в режиме аварийного отключения другого параллельно работающего трансформатора, при 40%-м перегрузе данного трансформатора:                        (2.3)

где S_н,т – номинальная мощность трансформатора

;

   Следовательно, трансформатор ТРДН-40000/110 подходит

Данный трансформатор является трёхфазным, двухобмоточным с расщепленной обмоткой, масляным охлаждением с естественной циркуляцией масла и дутьем и устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

 

 

 

2.2.2 Схема перетоков  мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        2.2.3  Построение графиков нагрузки

Согласно заданию, принимаются  типовые графики промышленных предприятий  – потребителей. Согласно с достаточной точностью для учебного проектирования можно ограничиться построением только графиков активной мощности. В этом случае принимается, что cosj в течение суток остается постоянным и полная нагрузка в любой час суток определяется по формуле

 

                                              (2.4)

     Строим суточные графики и годовые графики:

 Для РУСН:

Принимаем типичные графики  нагрузок для предприятия химической промышленности для зимних и летних суток. Приравняв P_max=22 МВТ=100%, построим графики в именованных величинах для нагрузок подстанции. Проведя относительную линию номинальной нагрузки (K=1), можно заметить, что даже в “часы пик” трансформатор не перегружен.

 

 

 

Определим параметры  годового графика (количество часов  работы при той или иной нагрузке в течение года- Ti):

T₅₄=183*(1,8+1,8)=658,8 часов

T_51,4=183*(0,8+4)=878,4 часов

Т_49,6=183*(1+1)=366 часов

Т_46,2=183*(3,4+2,4+2,6)=1537,2 часов

Т_43,6=183*(3,2+2)+182(1,8+1,8)=1606,8 часов

Т₄₁=182*(0,8+4)=873,6 часа

Т_39,3=182*(1+1)=364 часов

Т_35,8=182*(3,4+2,4+2,6)=1528,8 часа

Т_33,2=182*(3,2+2)=946,4 часов

 часов

По полученным данным строим годовой график нагрузок:

 часов

 

Для РУНН:

P_max=32 МВТ=100%

 

Определим параметры годового графика (количество часов работы при той  или иной нагрузке в течение года- Ti):

T₅₄=183*(1,8+1,8)=658,8 часов

T_51,4=183*(0,8+4)=878,4 часов

Т_49,6=183*(1+1)=366 часов

Т_46,2=183*(3,4+2,4+2,6)=1537,2 часов

Т_43,6=183*(3,2+2)+182(1,8+1,8)=1606,8 часов

Т₄₁=182*(0,8+4)=873,6 часа

Т_39,3=182*(1+1)=364 часов

Т_35,8=182*(3,4+2,4+2,6)=1528,8 часа

Т_33,2=182*(3,2+2)=946,4 часов

 часов.

 

 

 

 

 

По полученным данным строим годовой график нагрузок:

       ;

 часов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет количества линий

Расчет количества линий на высоком  напряжении:

    , где P_1,л =35÷45 -- пропускная способность линии 110 кВ, МВт            

    ;

         .

Расчет количества линий  на среднем напряжении:

, где P_1,л =10÷15 -- пропускная способность линии 35 кВ, МВт;                   .

      Расчет количества линий на низком напряжении:

, где P_1,л =2÷3 -- пропускная способность линии 10 кВ, МВт            

.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выбор схем распределительных устройств

 

Основные требования, предъявляемые к схемам:

Схемы РУ подстанций при  конкретном проектировании разрабатываются  на основании схем развития энергосистемы, схем электроснабжения района или объекта  и других работ по развитию электрических сетей и должны:

- обеспечить требуемую  надежность электроснабжения потребителей  ПС в соответствии с категориями  электроприемников в нормальном  и послеаварийном режимах;

- учитывать перспективу  развития ПС;

- обеспечивать возможность  и безопасность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения смежных присоединений;

- обеспечивать наглядность,  экономичность и автоматичность .

 

Поскольку предприятие химической промышленности является, согласно ПУЭ, электроприемником I категории – не допускается перерыв в электро -

снабжении , схемы должны отвечать требованиям надежности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1. Выбор схем распределительных  устройств для первого варианта

 

На высоком напряжении 110 кВ:

Распределительное устройство высокого напряжения имеет четыре присоединения . Согласно стандарту организации ОАО «ФСК ЕЭС» [5], подходят две схемы РУ: схема “четырехугольник” и схема “мостик”. схема четырехугольника является практически по всем показателям более предпочтительной. Эта схема экономична, позволяет производить опробование и ревизию любого выключателя без нарушения работы ее элементов; обладает высокой надежностью. К достоинству можно отнести использование разъеди -

нителя только для  ремонтных работ. Недостатки схемы: сложный выбор трансформаторов тока, выключателей и разъединителей, установленных в кольце, так как в зависимости от режима работы схемы ток, протекающий по аппаратам, меняется.   

          

Рисунок 4.1 – Схема  РУВН «четырехугольник»

 

На среднем напряжении 35 кВ:

 

     Распределительное  устройство среднего напряжения  имеет четыре присоединения . Согласно стандарту организации  ОАО «ФСК ЕЭС» [5],

подходит лишь схема “мостик”. Т.к. в задании не указано, принимаем что линии

короткие и применяем  мостиковую схему с выключателем в цепях трансформа –

торов и ремонтной  перемычкой со стороны трансформаторов. Схема отвечает всем требованиям, но не позволяет производить расширение.

         

Рисунок 4.2 – Схема РУВН «мостик»

На низком напряжении 10 кВ:

   Согласно НТП, на низкой стороне выбираем схему с двумя секциони -

рованными выключателями  системами сборных шин. Для присоединения секций шины в распределительном устройстве 6-10 кВ применяется два последовательно включенных секционных выключателя. Согласно НТП, секционные выключатели нормально отключены, для ограничения токов к.з.

     Рисунок  4.3 – Схема РУНН с двумя секционированными  выключателями

                                         системами сборных шин

Рисунок 4.4 Неполная принципиальная схема. Вариант №1.

 

 

 

 

4.2. Выбор схем распределительных  устройств для второго варианта

     На высоком  напряжении 110 кВ:

Распределительное устройство среднего напряжения имеет шесть  присоединений .Согласно стандартам на подстанции с шестью присоединениями  рекомендуется схема шестиугольника.

                 Рисунок 4.5 Схема “РУВН шестиугольник”

На среднем напряжении 35 кВ:

 

     Распределительное  устройство среднего напряжения  имеет четыре присоединения . Согласно стандарту организации  ОАО «ФСК ЕЭС» [5],

подходит лишь схема “мостик”. Т.к. в задании не указано, принимаем что линии

короткие и применяем  мостиковую схему с выключателем в цепях трансформа – 

торов и ремонтной  перемычкой со стороны трансформаторов. Схема отвечает всем требованиям, но не позволяет производить расширение.

                   

                       

Рисунок 4.6 – Схема РУВН «мостик»

      На низком  напряжении 10 кВ:

   Согласно НТП,  на низкой стороне выбираем  схему с двумя секциони -

рованными выключателями  системами сборных шин. Для присоединения секций шины в распределительном устройстве 6-10 кВ применяется два последовательно включенных секционных выключателя. Согласно НТП, секционные выключатели нормально отключены, для ограничения токов к.з.

 

     Рисунок  4.7 – Схема РУНН с двумя секционированными выключателями

                                         системами сборных шин

 

 

Рисунок 4.8 Неполная принципиальная схема. Вариант №2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Технико-экономическое  сравнение вариантов

Технико – экономическое  сравнение двух вариантов схем производится по методу приведенных затрат:

З = Р_н

k + C

где Р_н = 0,12 – нормативный коэффициент эффективности;

K – капитальные затраты (учитывают стоимость оборудования и его монтажа).

С – эксплутационные  расходы.

С = С₁ + С₂ + С₃,

где С₁  - стоимость потерянной энергии в трансформаторе (в тыс. руб.).

С₂ + С₃  - расходы на зарплату, на текущий ремонт и отчисления на амортизацию.

Таблица 5.1 - Капитальные вложения в строительство подстанции

Наименование оборудования	Стоимость единицы, тыс. руб.	1 вариант		2 вариант
		Количество, шт.	стоимость, тыс. руб.	Количество, шт.	стоимость, тыс. руб.
Трансформаторы ТДТН 63000/110	37800	2	75600	-	-
Трансформаторы ТДН 25000/110	21690	-	-	2	43380
Трансформаторы ТРДН 40000/110	18600	-	-	2	52800
Ячейки ЗРУ 110 кВ	7300	-	-	2	14600
Итого			75600		110780

 

 

 

5.1. Расчет капитальных  затрат для варианта №1 

Рассчитаем  потери энергии на трансформаторах  , кВт∙ч:

  (5.1)

где - потери на холостом ходу в трансформаторе, кВт.

Т=8760 ч – число часов работы трансформатора в году;

 – потери при коротком  замыкании в трансформаторе, кВт;

– мощность, проходящая через трансформатор, МВА;

 – номинальная мощность  трансформатора, МВА;