3.3 Выбор силовых трансформаторов
Для условий нормальной работы на подстанции устанавливают два трехфазных трансформатора с номинальной мощностью каждого, рассчитанной в пределах от 60 до 70% максимальной нагрузки т.е. . Несмотря на то, что отключения трансформаторов довольно редки, однако с такой возможностью следует считаться и при наличии потребителей I и II категорий устанавливают на ГПП два трансформатора. При аварии любой из трансформаторов, оставшийся в работе, должен обеспечить бесперебойное питание потребителей нагрузки. Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключении наиболее мощного из них на время ремонта или замены, оставшиеся в работе, с учетом их допустимой перегрузки и резерва по сетям среднего и низшего напряжений, обеспечивали питание нагрузки. Согласно ГОСТ в аварийном режиме допускается работа трансформатора с перегрузом на 40% не более 5 суток, и временем перегрузки не более 6 часов в сутки.
Расчетная мощность трансформатора определяется на основании построенных суточных графиков нагрузок, по которым находят максимальную нагрузку подстанции. Обычно мощность каждого трансформатора, двухтрансформаторной подстанции выбирают равной (0,65 ÷ 0,7) суммарной максимальной нагрузки подстанции.
Выбор трансформатора производим по зимнему суточному графику нагрузки 2015 г. Выбор мощности силовых трансформаторов производим с учетом аварийных и допустимых систематических перегрузок.
При монтаже подстанции в 1987 году были установлены трансформаторы
ТДТН – 10000/110, в связи с подъемом производства и ростом нагрузок в 1983 г. трансформаторы работали с перегрузкой.
В 1984 году при реконструкции трансформаторы ТДТН – 10000/110 были заменены на трансформаторы ТДТН – 16000/110. Так как в последнее время наблюдается рост нагрузок промышленных и бытовых нагрузок, оставляем трансформаторы: ТДТН – 16000/110
3.4 Составление схемы электрических соединений подстанции
Главная схема электрических соединений электростанции (подстанции) — это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми, выполненными между ними. в натуре соединениями.
Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанции (подстанции), так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений, монтажных схем и т. д.
На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении, при отключенном положении всех элементов установки. В некоторых-случаях допускается изображать отдельные элементы схемы в рабочем положении.
При выборе схем электроустановок должны учитываться следующие факторы:
Значение и роль электростанции или подстанции для энергосистемы. Электростанции, работающие параллельно в энергосистеме, существенно отличаются по своему назначению. Одни из них, базисные, несут основную нагрузку, другие, пиковые, работают неполные сутки во время максимальных нагрузок, третьи несут электрическую нагрузку, определяемую их тепловыми потребителями (ТЭЦ). Разное назначение электростанций определяет целесообразность применения разных схем электрических соединений даже в том случае, когда количество присоединений одно и то же.
— Надёжность – повреждение в каком-либо присоединении или внутреннем элементе, по возможности, не должны приводить к потере питании исправных присоединений;
— Ремонтопригодность – вывод в ремонт, какого-либо присоединения или внутреннего элемента не должны, по возможности, приводить к потере питания исправных присоединений и снижению надёжности их питания;
— Гибкость – возможность быстрого восстановления питания исправных присоединений;
— Возможность расширения – возможность подключения к схеме новых присоединений без существенных изменений существующей части;
— Простота и наглядность – для снижения возможных ошибок эксплуатационного персонала;
— Экономичность – минимальная стоимость, при условии выполнения выше перечисленных требований.
Анализ надёжности схем электрических соединений осуществляется путём оценки последствий в различных аварийных ситуациях, которые могут возникнуть на присоединениях и элементах главных схемам. Условно аварийные ситуации можно разбить на три группы:
— аварийные ситуации типа «отказ» — отказ какого-либо присоединения или элемента ГС, возникающий при нормально работающей главой схеме;
— аварийные ситуации типа «ремонт» — ремонт какого-либо присоединения или элемента главным схемам ГС;
— аварийные ситуации типа «ремонт + отказ» — отказ какого-либо
присоединения или элемента главным схемам ГС, возникающий в период проведения ремонтов элементов главным схемам ГС.
Схема электрических соединений подстанции выбирается на основании требований к надежности, экономичности и маневренности, с учетом перспективы развития. Рекомендуется использовать типовые схемы РУ.
Для 2Х цепной подстанции 110 кВ с трансформаторами мощностью> 4 МВА
На высоком напряжении применяется типовая схема: одиночная секционированная выключателем система сборных шин, от второй секции питается отходящая ВЛ-110 кВ с неавтоматической перемычкой со стороны линии.
На среднем напряжении: применяется одиночная секционированная разъединителем система сборных шин.
На низком напряжении применяется одиночная секционированная система сборных шин.
Схема подстанции

Нормальный режим работы:
Питание осуществляется по линиям: Бш-Двд-1 и Бш-Двд-2.
Разъединители ремонтной перемычки: QS5, QS6 – отключены.
Выключатели: Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q8, Q9, Q10, Q11– включены.
Выключатели: Q7, Q12 – отключены.
Т-1, Т-2 в работе.
Аварийный режим:
При коротком замыкании на Т-1, действием РЗА отключаются выключатели- Q5, Q8, Q810. Срабатывает АВР и включается выключатель Q7 и секционный выключатель Q12.
Питание потребителей осуществляется через трансформатор – Т-2.
3.5 Выбор токоведущих частей на подстанции
3.5.1 Выбор гибких проводов на ВН и СН
Сечение шин выбирается по экономической плотности тока и проверяется на стойкость к нагреву в форсированном режиме, термическую стойкость и по условиям коронирования.
В настоящее время на ПС «ТП-2А» питание по ВЛ-110кВ Бш-Двд 1 и 2 осуществляется проводом АС 120/19; отходящая ВЛ-110кВ Тр-Кр -АС 120/19; отходящая ВЛ-35кВ Бр-Бзв -АС 120/19; шины 110кВ-АС 120/19; шины 35кВ-АС 120/19. Так как эти провода удовлетворяют всем проверочным условиям то заменять их другими нецелесообразно.
3.6 Выбор токопровода от трансформатора до ЗРУ и ЗРУ
Выбираются шины прямоугольного сечения марки А.
В соответствии с /3/ токопровод в ЗРУ выполняем алюминиевыми жесткими шинами прямоугольного сечения.
В настоящее время на ПС «ТП-2а» токопровод от трансформатора до ЗРУ выполнен шинами 2хА(100х10) и токопровод в ЗРУ выполнен шинами АТ 80х10 так как эти шины удовлетворяют всем проверочным условиям то с учетом перспективы увеличения нагрузок заменять их другими нецелесообразно.
3.7 Выбор кабельных линий на РП
Выбор кабельных линий производим по нагреву и экономической плотности тока.
Кабельные линии к РП имеют возможность двухстороннего питания.
3.8. Выбор электрических аппаратов
3.8.1 Выбор выключателя на ВН
Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока. На ВН выбирается выключатель по таблице П.14 /4/ типа: ВГБ-110-25/1250У1 – выключатель элегазовый, баковый с электромагнитным приводом, на напряжение , для умеренно климата, наружной установки.
Технические характеристики выключателя ВГБ-110-25/1250У1
Таблица 3.10.1.
| Промышленное напряжение | Uном = 110 кВ | |
| Номинальный ток | Iном= 1250 А | |
| Номинальный ток отключения | Iоткл.= 25 кА | |
| Ток электродинамической стойкости | максимальное пиковое значение | iдин = 64 кА |
| действующее значение | Iдин = 25 кА | |
| Ток термической стойкости | Iтерм.= 25 кА | |
| Время действия тока термической стойкости | tтерм.= 3 с | |
| Собственное время отключения | tcв,откл =0,035 с | |
| Полное время отключения | tпв= 0,06 c | |
| Собственное время включения | tcв.вкл = 0,1 с | |
3.8.2 Выбор разъединителей на стороне ВН
Разъединитель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током. При ремонтных работах разъединителем создаётся видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением и аппаратами, выведенными в ремонт. Разъединители позволяют производство следующих операций:
— отключение и включение нейтрали трансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов при отсутствии в сети замыкания на землю;
— зарядного тока шин и оборудования всех напряжений (кроме батарей конденсаторов);
— нагрузочного тока до 15А трёхполюсными разъединителями наружной установки при напряжении и ниже. К разъединителям предъявляются следующие требования:
— создание видимого разрыва в воздухе, электрическая прочностькоторого соответствует максимальному импульсному напряжению;
— электродинамическая и термическая стойкость при протекании токов короткого замыкания;
— исключение самопроизвольных отключений;
— чёткое включение и отключение при наихудших условиях работы (обледенение, ветер).
На ВН выбирается разъединитель по таблице П.16 /4/ типа:
РДЗ –110/1000УХЛ1 – разъединитель, двухколонковый с заземляющими ножами на напряжение 110 кВ. Для умеренно-холодного климата, наружной установки.
Uном = 110 кВ;
Iном= 1000 А;
iдин = 80 кА;
Iтерм.= 31,5 кА.
3.10.3 Выбор выключателя на СН
На СН выбирается выключатель по таблице П.14 /4/ типа:
ВГБЭ-35-12,5/630УХЛ1 – выключатель элегазовый, баковый с электромагнитным приводом, на напряжение , для умеренно-холодного климата, наружной установки.
Технические характеристики выключателя ВГБЭ-35-12,5/630УХЛ1
Таблица 3.10.4.
| Промышленное напряжение | Uном = 35 кВ | |
| Номинальный ток | Iном= 630 А | |
| Номинальный ток отключения | Iоткл.= 12,5 кА | |
| Ток электродинамической стойкости | максимальное пиковое значение | iдин =35 кА |
| действующее значение | Iдин = 12,5 кА | |
| Ток термической стойкости | Iтерм.=12,5 кА | |
| Время действия тока термической стойкости | tтерм.= 3 с | |
| Собственное время отключения | tcв = 0,04 с | |
| Полное время отключения | tпв= 0,065 c | |
3.8.4 Выбор разъединителей на стороне СН
На СН выбирается разъединитель по таблице П.16 /4/ типа: РДЗ –35/1000УХЛ1 – разъединитель, двухколонковый с заземляющими ножами на напряжение . Для умеренно-холодного климата, наружной установки.
Uном = 35 кВ;
Iном= 1000 А;
iдин = 63 кА
Iтерм.= 25 кА.
3.8.5 Выбор выключателей на НН
3.8.5.1 Выбор вводного выключателя на НН
На НН выбирается выключатель по таблице П.15 /4/ типа:
ВВЭ-М-10-20/1000 – выключатель вакуумный, с электромагнитным приводом, на напряжение 10квт .
Технические характеристики выключателя ВВЭ-М-10-20/1000
Таблица 3.10.7.
| Промышленное напряжение | Uном = 10 кВ | |
| Номинальный ток | Iном= 1000 А | |
| Номинальный ток отключения | Iоткл.= 20 кА | |
| Ток электродинамической стойкости | максимальное пиковое значение | iдин = 52 кА |
| действующее значение | Iдин = 20 кА | |
| Ток термической стойкости | Iтерм.= 20 кА | |
| Время действия тока термической стойкости | tтерм.= 3 с | |
| Собственное время отключения | tcв = 0,1 с | |
| Полное время отключения | tпв= 0,04 c | |
3.8.5.2 Выбор секционного выключателя на НН
На НН выбирается выключатель по таблице П.15 /4/ типа:
ВВЭ-М-10-20/1000 – выключатель вакуумный, с электромагнитным приводом, на напряжение 10 кВ.
Технические характеристики выключателя ВВЭ-М-10-20/1000
Таблица 3.10.9.
| Промышленное напряжение | Uном = 10 кВ | |
| Номинальный ток | Iном= 1000 А | |
| Номинальный ток отключения | Iоткл.= 20 кА | |
| Ток электродинамической стойкости | максимальное пиковое значение | iдин = 52 кА |
| действующее значение | Iдин = 20 кА | |
| Ток термической стойкости | Iтерм.= 20 кА | |
| Время действия тока термической стойкости | tтерм.= 3 с | |
| Собственное время отключения | tcв = 0,1 с | |
| Полное время отключения | tпв= 0,04 c | |
