Построение графиков нагрузок трансформаторов и выбор номинальной мощности трансформаторов с учетом допустимой перегрузки

ОГЛАВЛЕНИЕ

Исходные данные ………………………………………………………….. 3

Глава 1. Выбор силовых трансформаторов на подстанции …………. 5

1.1. Выбор количества и типов трансформаторов на подстанции …….. 5

1.2. Выбор номинальной мощности трансформаторов ………………… 5

1.3. Расчет потерь электроэнергии в трансформаторах ………………… 19

Глава 2. Выбор сечения кабелей питающей сети

по условиям длительного режима ……………………………………….. 21

Глава 3. Ограничение токов короткого замыкания ………………….. 27

Глава 4. Выбор электрических схем распределительных устройств … 32

Глава 5. Выбор и проверка электрических аппаратов и

токоведущих частей ……..…………………………………………………. 38

5.1. Расчетные рабочие токи …………..……………………………………. 38

5.2. Выбор выключателей ……..……………………………………………. 39

5.3. Выбор разъединителей …………………..……………………………... 48

5.4. Выбор трансформаторов тока …………………….…………………… 49

5.5. Выбор трансформаторов напряжения ……………..…………………... 51

5.6. Выбор шинных конструкций ……..……………………………………. 52

Список использованной литературы ……….…………………………… 56

ГЛАВА 1. ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества и типов трансформаторов на подстанции

От ПС питаются потребители на напряжении 110 кВ и 6 кВ. Связь с системой осуществляется на U=220 кВ. На подстанции имеются потребители 1-ой категории. Необходима установка двух автотрансформаторов.

Построение графиков нагрузок трансформаторов и выбор номинальной мощности трансформаторов с учетом допустимой перегрузки

Используя исходные данные, построим графики нагрузки последовательной и третичной обмоток автотрансформатора по формулам:

где , – активная и реактивная мощности, потребляемые нагрузкой на стороне среднего напряжения;

, – активная и реактивная мощности, потребляемые нагрузкой на стороне низшего напряжения;

– реактивная мощность, вырабатываемая синхронными компенсаторами.

Рис. 1.1. Суточный график нагрузок синхронных компенсаторов

Рис. 1.2. Суточный график нагрузок сети 6 кВ

Рис. 1.3. Суточный график нагрузок сети 110 кВ

Получены следующие графики нагрузки автотрансформаторов.

Зимний график последовательной обмотки АТ

0 – 4 ч: tg(arccos0,8) = 0,75

МВА.

4 – 6 ч:

МВА.

6 –8 ч:

МВА.

8 –16 ч:

МВА.

16 – 18 ч:

МВА.

18 – 20 ч:

МВА.

20 – 24 ч:

МВА.

Летний график последовательной обмотки АТ

0 – 4 ч

МВА.

4 –6 ч:

МВА.

6–8 ч:

МВА.

8 –20 ч:

МВА.

20 –24 ч:

МВА.

Рис. 1.4. Зимний график нагрузок последовательной обмотки

По нагрузке последовательной обмотки намечаем к установке на подстанции двух (т.к. есть потребители первой категории) автотрансформаторов (рис.1.5) АТДЦТН – 63000/220/110 с

Зимний график третичной обмотки

0 – 6 ч: МВА.

6 – 8 ч: МВА.

8 – 18 ч: МВА.

18 – 20 ч: МВА.

20 – 24 ч: МВА.

Летний график третичной обмотки

0 – 6 ч: МВА.

6 – 8 ч: МВА.

8 – 20 ч: МВА.

20 – 24 ч: МВА.

Рисунок 1.6. Зимний график нагрузки третичной обмотки

А) Рассчитаем допустимую аварийную перегрузку. Подстанция проектируется в г. Пермь с эквивалентной зимней температурой по табл. 1.37 [1].

1. Откладывается на графике нагрузки последовательной обмотки.

2. Преобразуется многоступенчатый график в эквивалентный двухступенчатый (рис. 1.4):

3. Рассчитываются коэффициенты , , 0,9 :

4. Определяются расчетный коэффициент перегрузки и время перегрузки (в часах).

, то , а

По таблице аварийных перегрузок для эквивалентной температуры окружающей среды , для системы охлаждения ДЦ, для и определяется по табл. 1.36 [1] допустимый коэффициент аварийной перегрузки Для трансформаторов с классом напряжения выше 110 кВ использование таблицы допускается при условии, что расчетная температура окружающей среды будет увеличена на 20 °С.

5. Сравниваются допустимый и расчетный коэффициенты перегрузки:

из чего следует, что последовательная обмотка обеспечивает, с учетом аварийной перегрузки, передачу мощности по заданному графику.

Далее проверяем загрузку третичной обмотки. Для этого рассчитываем типовую мощность автотрансформатора.

1. Откладывается на графике нагрузки (рис. 1.6) типовая мощность :

2. Преобразовывается многоступенчатый график в эквивалентный двухступенчатый:

3. Рассчитываются коэффициенты , , 0,9 :

По таблице аварийных перегрузок для эквивалентной температуры окружающей среды , для системы охлаждения ДЦ, для и определяется по табл. 1.36 [1] допустимый коэффициент аварийной перегрузки

4. Сравниваются допустимый и расчетный коэффициенты перегрузки:

Сравнение указывает на допустимость работы третичной обмотки по заданному графику при отключении одного АТ.

Таким образом, автотрансформаторы типа АТДЦТН – 63000/220/110 могут, с учетом аварийной перегрузки, обеспечить нагрузку как в нормальном (работают оба АТ), так и в послеаварийном (отключение одного АТ) режимах.