Нагрузка на линии и трансформаторы в режимные дни

Исходными данными к построению графиков нагрузок являются суточные ведомости нагрузки в режимные дни. В таблице 2.2. сведены токовые нагрузки в летний и зимний режимные дни.

Таблица 2.2 – Режимные дни.

Отходящее присоединение	4.00		10.00		22.00
	I, А	S, МВт	I, А	S, МВт	I, А	S, МВт
Летний максимум
Т 1 секция 1 10 кВ.	62	0,62	72	0,72	66	0,66
Т 2 секция 2 10 кВ.	69	0,69	132	1,32	114	1,14
Зимний максимум
Т 1 секция 1 10 кВ.	90	1,64	100	1,82	70	1,27
Т 2 секция 2 10 кВ.	54	0,54	69	0,69	64	0,64

 

На рисунке показаны летние и зимние суточные графики нагрузок по вводам 10 кВ.

Рисунок 2.1 – Летний график нагрузок на вводах 10 кВ.

 

Максимальная потребляемая мощность на вводе 10кВ в зимнее время составляет 2,72 МВА. Средняя потребляемая мощность – 2,2 МВА.

Для определения коэффициента загрузки трансформаторов сравним фактическую нагрузку подстанции с номинальной мощностью трансформаторов.

,                                                 (2.1)

где  - сумма номинальных мощностей трансформаторов работающих в нормальном режиме подстанции.

При максимальной нагрузке:

При средней нагрузке:

Исходя из этого делаем вывод о том, что мощность трансформатора соответствует фактической нагрузке подстанции.

 

Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок (шин, изоляторов, кабелей и т. д.) на электродинамическую и термическую устойчивость, проектирования и наладки релейной защиты, выбора и расчета токоограничивающих и заземляющих устройств. Расчет выполняем исходя из данных предоставленных филиалом ПАО «МРСК Центра» - «Костромаэнерго».

По данным «Костромаэнерго» максимальное значение тока короткого замыкания на шинах 35кВ ПС 35/10 «Палкино» составляет 2,754 кА.

Выполним пример расчета токов короткого замыкания для распределительного устройства 10кВ.

Для этого составим расчетную схему

Рисунок 3.1 – Расчетная схема.

 

где  С – система,

Т1, Т2 – Силовые трансформаторы;

Для расчёта токов короткого замыкания составим схему замещения.

Рисунок 3.2 – Схема замещения.

 

опротивление системы определим как:

,                                                 (3.1)

где  Uн – номинальное напряжение, кВ,

Iкзмах – максимальное значение тока кз на шинах, А.

Сопротивление трансформатора определим по формуле:

,                                      (3.2)

Для трансформаторов ТМН 4000/35/10 (Т1) Uкз% = 6,5%

Для трансформаторов  ТМН 2500/35/10 (Т2) Uкз% = 6,5%

Результирующее сопротивление в точке К2

 

,                                          (3.3)

Ток двухфазного КЗ

Ударный ток короткого замыкания:

,                            (3.4)

где Куд – ударный коэффициент, 1,7.

При tоткл ≥ 3Та для определения интеграла джоуля используем формулу:

,                                  (3.5)

Время отключения:

tоткл = tрза + tов,                                       (3.6)

где tрза – время срабатывания защиты где установлен выключатель, с,

tов – полное время отключения выключателя, с.

tоткл = 1 + 0,055 = 1,055с

Аналогично выполняем расчет для точки К1, результаты сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Расчет токов кроткого замыкания.

Точка	U, В	Z, Ом	Iкзмах, кА	Iкз2ф, кА	Iуд, кА	Вк,
К1	35	7,34	2,754	1,59	7	8,6
К2	10	1,6	3,61	3,13	9,19	14,8

Выбор оборудования подстанции

Выбор выключателей

Выбор высоковольтных выключателей производится по следующим условиям:

- по напряжению установки:

- по длительному току:                             

- по отключающей способности:

 - расчетный ток короткого замыкания;

 - номинальный ток отключения (по каталогу).

- по электродинамической стойкости:

 - расчетный ударный ток короткого замыкания;

 - ток динамической стойкости выключателя (по каталогу).

- по термической стойкости:                                

 - ток термической стойкости выключателя (по каталогу), кА

 - время термической стойкости (по каталогу), с.

 - расчетный тепловой импульс,

Выбор выключателя на стороне 35 кВ:

В соответствие с современными требованиями к надежности, качеству, удобству и простоте технического обслуживания, а также большому сроку службы принимаем к установке вакуумный выключатель, удовлетворяющий всем требованиям.

- по напряжению установки: =35 кВ;

- по длительному току:

- по отключающей способности:

 

- по электродинамической стойкости:  7 кА;

- по термической стойкости

Выбираем ваккумный выключатель для напряжения 35 на стороне ВН марки ВБН-35-20/1600 УХЛ-1

Технические характеристики выключателя:

Номинальное напряжение U_НОМ. = 35 кВ;

Наибольшее рабочее напряжение U_МАХ. = 40,5 кВ;

Номинальный ток I_НОМ. = 1600А;

Динамический ток i_ДИН = 51 кА;

Номинальный ток отключения I_{ОТК.НОМ.} = 20 кА;

Ток термической стойкости I_ТЕР = 20 кА;

Время протекания тока термической стойкости t_ТЕР = 3 с.

Термическую стойкость выключатель Вк = 1200 кА²∙с