Определение полной мощности подстанции

 

Полная мощность подстанции зависит от схемы внешнего электроснабжения, определяющей ее тип (опорная, транзитная, на отпайках, тупиковая, трансформаторная, получающая питание от шин другой подстанции), и от количества и мощности главных понижающих трансформаторов.

Транзитная:

 

S_ТП = (n_тр · S_н.тр+∑S_транз.)*0.75, кВА (2.7)

 

где

S_н.тр – мощность главного понижающего трансформатора, кВА;

n_тр – число установленных на проектируемой подстанции главных понижающих трансформаторов

 

S_ТП = (2*20000+40000)*0.75 = 60000 кВА

 

 

3 Расчёт максимальных рабочих токов

 

Токоведущие части и электрическое оборудование подстанций выбирают по условию их длительной работы при номинальной и повышенной нагрузке, не превышающей максимальной рабочей. Для этих целей необходимо рассчитать максимальные рабочие токи I_{р. max} сборных шин и всех присоединений к ним. Эти значения тока необходимы для определения допустимых токов токоведущих частей и номинальных токов электрического оборудования подстанции.

 

Вводы опорных,транзитных подстанций и подстанций, получаемых питание от шин других подстанций

 

I_{р. max} = К_ав · S_тп / √3 · U_н1, А (3.1)

 

где

К_ав = 1,4 – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора;

∑S_н.тр – суммарная мощность главных понижающих трансформаторов, кВА;

U_н1 – номинальное напряжение первичной обмотки главного понижающего трансформатора, кВ;

 

I_{р. max} = 78000/190 = 410.5 А

 

Сборные шины и перемычки первичного напряжения тяговой подстанции

 

I_{р. max} = К_пр · К_р.н · S_ТП / √3 · U_н1, А (3.2)

 

где

К_пр = 1,3 – коэффициент перспективного развития подстанции;

К_р.н = 0,7 – коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах и перемычках первичного напряжения;

S_ТП - полная мощность подстанции, кВА;

U_н1 – номинальное напряжение первичной обмотки главного понижающего трансформатора, кВ;

 

I_{р. max} = 287.36 А

 

Первичные обмотки высшего напряжения силовых трансформаторов

(главные понижающие трансформаторы, тяговые трансформаторы, ТСН, Т СЦБ)

 

I_{р. max} = К_ав · S_н.тр / √3 · U_н1, А (3.3)

 

где

К_ав = 1,4 – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора;

S_н.тр – номинальная мощность силового трансформаторов, кВА;

U_н1 – номинальное напряжение первичной обмотки силового трансформатора, кВ;

 

I_{р. max ГПТ} = 1,4·20000/√3 ·110 = 147.368 А

 

 

Вторичные обмотки среднего и низшего напряжения трёхобмоточных силовых трансформаторов

 

I_{р. max} = К_ав · S_н.тр / √3 · U_н2(3), А (3.4)

 

где

К_ав = 1,4 – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора;

S_н.тр – номинальная мощность силового трансформаторов, кВА;

U_н2 – номинальное напряжение вторичной обмотки среднего напряжения, кВ;

U_н3 – номинальное напряжение вторичной обмотки низшего напряжения, кВ;

 

I_{р. max ГПТ} = 1,4·20000/√3 ·35 = 457 А

I_{р. max ГПТ} = 1,4·20000/√3 ·10 = 1618 А

 

Сборные шины вторичных напряжений главных понижающих трансформаторов

 

I_{р. max} = К_р.н · ∑ S_н.тр / √3 · U_н2(3), А (3.5)

 

где

К_р.н = 0,5 – коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах вторичного напряжения при пяти и более находящихся в работе присоединений к шинам;

К_р.н = 0,7 – коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах вторичного напряжения при находящихся в работе присоединений к шинам менее пяти;

∑S_н.тр – суммарная мощность главных понижающих трансформаторов, кВА;

U_н2 – номинальное напряжение вторичной обмотки среднего напряжения, кВ;

U_н3 – номинальное напряжение вторичной обмотки низшего напряжения, кВ;

 

I_{р. max} = 0,5·40000/√3 ·10 = 1156 А

 

Линии, питающие потребителей 10кВ

 

I_{р. max} = К_пр· P_max / √3 · U_н2(3) · соsφ, А (3.6)

 

где

К_пр = 1,3 - коэффициент перспективы;

P_max – максимальная активная мощность потребителя;

U_н2(3) – номинальное напряжение на сборных шинах, от которых питается потребитель

 

I_{р. max} = 1,3 · 2700/√3 · 10 · 0,9 = 225.4 А

 

Первичные обмотки высшего напряжения преобразовательных трансформаторов (трёхфазная мостовая схема выпрямления)

 

I_{р. max} = S_н.тр / √3 · U_н1, А (3.7)

 

где

S_н.тр – номинальная мощность преобразовательного трансформаторов, кВА;

U_н1 – номинальное напряжение первичной обмотки преобразовательного трансформатора, кВ;

 

I_{р. max} = 16400/√3 · 10 = 924 А

 

Вторичные обмотки преобразовательных трансформаторов (трёхфазная мостовая схема выпрямления)

 

I_{р. max} = I_dн ·√2/3, А (3.8)

 

где

I_dн – номинальный ток выпрямителя, А;

 

I_{р. max} =910 А

 

Рабочая шина РУ-3,3 кВ

 

I_{р. max} = N · I_dн · К_р.н, А (3.9)

 

где

К_р.н = 0,8 – коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах РУ-3,3 кВ;

N – число преобразовательных агрегатов;

I_dн – номинальный ток выпрямителя, А;

 

I_{р. max} = 5040 А

 

Запасная шина РУ-3,3 кВ

 

I_{р. max} = I _{max ф}, А (3.10)

 

где

I _{max ф} – ток самого нагруженного фидера контактной сети;

 

Минусовая шина РУ-3,3 кВ

 

I_{р. max} = N · I_dн, А (3.11)

 

где

N – число преобразовательных агрегатов;

I_dн – номинальный ток выпрямителя, А;

 

I_{р. max} = 6300 А

 

4 Расчёт параметров короткого замыкания

4.1 Расчётная электрическая схема (см. лист)

 

Расчетная схема – это упрощенная схема внешнего электроснабжения, на которой указываются только те элементы и их параметры, которые влияют на режим короткого замыкания проектируемой подстанции и потому должны быть учтены при выполнении расчетов.