Понижающая подстанция с напряжением 110/35/10 кВ

                       Р_кСН = 0,5·(Р_{к ВН-СН} + Р_{к СН-НН} - Р_{к ВН-НН} );                  (11)

Р_кНН = 0,5·(Р_{к ВН-НН} + Р_{к СН-НН}  - Р_{к ВН-СН} ), 

       где Р_кВН, Р_кСН, Р_кНН  - потери в меди соответственно в обмотках высшего, среднего и низшего напряжений, кВт; Р_{к ВН-СН}, Р_{к ВН-НН},  Р_{к СН-НН} – соответственно потери в меди трансформатора, определенные при отключении одной из обмоток и нагрузке двух других до номинальной мощности, заданные заводом-изготовителем, кВт. 

     Произведем  расчет по выше приведенным формулам:

а) для  первого варианта

согласно формуле (6)                    

К_тр = 1,4·126 = 176,4 тыс.р.

К=176,4·2=352,8 тыс.р

Р_кВН = Р_кСН = Р_кНН =0,5· Р_{к ВН-СН} =0,5·290 = 145 кВт 

по формуле (10) определим годовые потери энергии

DА_ГОД =2·53·8760+(1/2)*

*

    

по формуле (8) определим стоимость потерь энергии в трансформаторах

И_пот = 0,6·1493403 =896042 тыс.р/год 

согласно (9) отчисления на амортизацию и обслуживание,:

  И _а0 = (0,064 +0,03) ·352,8 = 33,16 тыс.р/год        

 

суммарные ежегодные издержки

И = 896042+33,16 =896075,16 тыс.р/год  

      

минимум приведенные затраты по формуле (5):

З = 0,125·352,8+896075,16 = 896119,26 тыс.р/год.           

б) для  второго варианта

согласно формуле (6)           

   К_тр = 1,4·94,4 = 132,16 тыс.р.

К=132,16·3+158,59=555,07 тыс.р.

Р_кВН = Р_кСН = Р_кНН =0,5· Р_{к ВН-СН} =0,5·200 =100 кВт

по формуле (10) определим годовые потери энергии

DА_ГОД =3·39·8760+(1/3)*

*

    

по формуле (8) определим стоимость потерь энергии  в трансформаторах

И_пот = 0,6·1669133 =1001480 тыс.р/год 

согласно (9) отчисления на амортизацию и обслуживание,:

  И _а0 = (0,064 +0,03) ·555,07 = 52,18 тыс.р/год  

      

суммарные ежегодные издержки

И = 1001480+52,18 =1001532,18 тыс.р/год            

минимум приведенные затраты по формуле (5):

З = 0,125·555,07+1001532,18 = 1001602 тыс.р/год. 

     Для удобства сопоставления вариантов  результаты расчетов  следует свести в таблицу. 
 
 
 

Таблица 2.1  Технико-экономические показатели вариантов схемы 

 

Выбираем  первый вариант схемы подстанции. 

3. Расчет  токов короткого  замыкания 

 

   Согласно [3] проверка правильности выбора аппаратов  и проводников напряжением 6 - 35 кВ производится по току трехфазного к.з., а напряжением 110 кВ и выше - по току трехфазного или однофазного к.з. Расчет токов к.з. производят в основных коммутационных узлах подстанции. Для определения наибольшего возможного тока к.з. в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.

Расчет  сопротивлений элементов схемы замещения подстанции в относительных единицах:

     сопротивление системы 

     

     где Х_с - заданное эквивалентное сопротивление системы, отнесенное к мощности системы S_c; S_б- принятое значение базисной мощности, МВ×А;

S_б = S_с = 2300 МВ×А.

     сопротивление воздушной линии

     

     где Х₀ - сопротивление 1км линии, Ом/км;

l - длина линии, км;

U - среднее напряжение ступени, где находится воздушная линия, кВ.

     сопротивления трехобмоточного трансформатора

     Х*_В = 0,5· (Х_кВН-СН+ Х_{к ВН-НН}  -Х_{к СН-НН} ) · (S_б/S_НТ);

                      Х*_С = 0,5· (Х_{к ВН-СН} + Х_{к СН-НН} -Х_{к ВН-НН}) ·(S_б/S_НТ);     (12)            

          Х*_Н = 0,5· (Х_{к ВН-НН} +Х_{к СН-НН}  - Х_{к ВН-СН}) ·(S_б/S_НТ),

      где Х_кВН-СН, Х_кВН-НН, Х_кСН-НН - соответственно сопротивления к.з, между обмотками высшего и среднего, высшего и низшего, среднего и низшего напряжений для выбранного трансформатора, %;

            Х*_В = 0,5·(0,105+ 0,18  - 0,07 ) ·(2300/63) = 3,9;

            Х*_С = 0,5·(0,105 + 0,07 - 0,18) ·(2300/63)»0;    

                  Х*_Н = 0,5·(0,18 +0,07  - 0,105) ·(2300/63) = 2,6.

На схеме  замещения все сопротивления  обозначены порядковыми номерами, под чертой указана величина сопротивления.

                                                                 
 

                                                                   Е_с 
 

                                   1

                                   1  

                                   ВН 

                                     2

                                К-1            2,3 
 

                                      3

                                     3,9 

                                                               К-2 

                                     4 СН                                                                         

                                                              5         0

                                                            2,6

                                                                               К-3 

                                НН                QB 

                                                                               К-4 

                                 РП                 QB 
 

Определение периодической составляющей тока к.з. 

В общем случае значение периодической составляющей равно, кА:

                                             I_П =

,                                          (13)

      где Е*_э - эквивалентная ЭДС источников питания, о.е.; Х*_э - эквивалентное сопротивление схемы до точки к.з., о.е.;                                        

базисное  значение тока, кА

                                       

                                                (14)

 В  курсовом проекте можно принять  Е*_э = 1, тогда

                                         I_П =

                                                      (15)

1) для  точки К-1

 

Х*_Э1 = Х*_с + Х*_Л /2 = 1+2,3/2 =2,15

По формуле (15) определим ток к.з.

I_П1 =

.

2) для  точки К-2

 

Х*_Э2 = Х*_Э1 + Х*_В /2= 2,15+3,9/2 =4,1

По формуле (15) определим ток к.з.

I_П2 =

.

3) для  точки К-3

 

а) секционный выключатель разомкнут

Х*_Э3 = Х*_Э2 + Х*_Н  =4,1+2,6 =6,7

I’_П3 =

.

б) секционный выключатель замкнут

Х*_Э3 = Х*_Э2 + Х*_Н /2 = 4,1+2,6/2 =5,4

I’’_П3 =

. 
 

4. Выбор кабельных линий  к РП

 

      Сечение кабелей должно удовлетворять следующим требованиям: экономичность, стойкость к нагреву в форсировочном режиме, термической стойкости при к.з.

      Сечение кабелей рассчитывается по экономической  плотности тока. Для кабелей с алюминиевыми жилами при Т_max=4700 час j_эк=1,4 А/мм².

                                               

,                                              (16)

      где  I_р.м. – ток расчетный максимальный, А