Выбор главного понижающего трансформатора

Максимальная расчётная мощность, на основании которой выбирается тип главного понижающего трансформатора, определена по формуле:

(1.1)

где S_27.5 – наибольшая мощность на шинах 27,5 кВ, кВА;

S_р – мощность районных потребителей;

k_Р –коэффициент, учитывающий равномерность наступления максимумов тяговой и не тяговой нагрузки; далее принято 0,97.

Мощность на шинах 27,5 кВ определяется следующим образом:

(1.2)

где S_Т – мощность тяговой нагрузки;

S_сн - мощность трансформатора собственных нужд, согласно заданию 250 кВ;

S_ДПР - мощность потребителей по линии ДПР; принято 1000 кВ.

S_27.5 =18000 + 250 + 1000 = 19250 кВА.

S_{расч max} = 0,97(19250 + 5000) =23523 кВА.

По справочным данным производен выбор главного понижающего трансформатора на основании условия выбора, которое приведено ниже.

Условие выбора: (1.3)

Исходя из этого условия, выбран трансформатор типа ТДТНЭ-25000/110-67.

Электрические характеристики этого трансформатора приведены в табл.1.

Таблица 1

Электрические характеристики главного понижающего трансформатора

ТИП	Номинальная мощность, МВА	Напряжение обмоток, кВ	Схема и группа соединения	Потери, кВт	Напряжение КЗ м/у обмотками uк,%	Ток х.х., %
ТДТНЭ - 25000/110-67	25,0	ВН	СН	НН	Yн/Δ/ Δ -11-11	ХХ	КЗ	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН	1,0
115	27,5	11	45	145	10,5	17	6

 

1.2. Выбор типа трансформатора собственных нужд

Согласно заданию S_сн = 250 кВА. Наиболее оптимальным вариантом является установка трансформатора типа ТМ-250/10. Его электрические характеристики указаны в таблице 2.

Таблица 2

Электрические характеристики трансформатора собственных нужд

ТИП	Номинальная мощность, кВА	Напряжение обмоток, кВ	Схема и группа соединения	Потери, кВт	Напряжение КЗ, %	Ток ХХ, %
ВН	НН	ХХ	КЗ
ТМ-250/10	250	10	0,4	Y/ Yн -0	0,945	3,7	4,5	2,3

 

2. Расчёт токов короткого замыкания на шинах ру

2.1. Составление однолинейной расчётной схемы

Для заданной схемы внешнего электроснабжения составлена однолинейная расчётная схема, включающая упрощённую схему заданной тяговой подстанции с указанием всех рассматриваемых точек короткого замыкания и номинальных параметров.

 

Однолинейная расчётная схема

 

Рис. 1

 

Среднее значение напряжения на линиях внешнего электроснабжения:

,

Выбраны базисные условия: , при к.з. в точке к₁ .

(2.1)

2.2. Определение относительного сопротивления до точки к₁

Расчёт токов к.з. производен методом относительных единиц, основой которого является приведение всех сопротивлений схемы к базисным условиям. Для определения сопротивлений составлена эквивалентная схема замещения.

Согласно заданию , а поэтому при расчете не учитываем активные составляющие сопротивлений проводов ВЛ-110кВ. Эквивалентная схема замещения схемы внешнего электроснабжения для индуктивных составляющих сопротивлений представлена на рис. 2.

Схема замещения до точки к₁ для индуктивных сопротивлений

 

 

Рис. 2

Относительные индуктивные сопротивления определены следующим образом.

Согласно заданию сопротивление первой системы определяем в процессе расчёта, второй же системы сопротивление равно нулю .

Индуктивные сопротивления линий ВЛ-110кВ:

Далее необходимо произвести последовательные преобразования к упрощённой схеме (рис. 3).

Преобразование схемы замещения:

 

 

Рис. 3

 

Рис. 4

Система 1

Система 2

Рис. 5

Конечный результат представлен на рис. 6.

 

Рис. 6

2.3. Проверка на электрическую удалённость

Проверка на электрическую удаленность необходима для определения токов переходного процесса при к.з. Если короткое замыкание происходит в электрически удаленной точке. то электромагнитное состояние источника не меняется, поэтому действующее значение начального тока к.з. равно установившемуся значению этого тока, т. е. апериодическая составляющая тока короткого замыкания исключается из расчетов.

Электрическую удалённость к.з. принято определять, исходя из следующего соотношения:

(2.2)

где номинальный ток источника, А;

начальное значение периодической составляющей тока к.з.

Согласно заданию мощность второго источника неограниченна. Поэтому при к.з. электромагнитные процессы в источнике можно считать неизменными, т. е. точка k₁ бесконечно удалена от него. И, действительно

Для первого источника:

(2.3)

Т.обр.

(система 1)

Следовательно, что точка k₁ не удалена также и от второго источника.

2.4. Определение токов короткого замыкания на шинах ОРУ–110 кВ

2.4.1. Определение токов трёхфазного короткого замыкания

Т.к. все источники удалены от точки короткого замыкания k₁, при расчетах учитывается только периодическая составляющая тока к.з..

Полный ток трехфазного к.з.

Ударный ток к.з. определяется следующим выражением:

(2.4)

где к_у - ударный коэффициент. Для электрически удаленной точки принят равным 1,8.

Т. обр., ударный ток к.з. от двух источников:

Мощность трехфазного к.з.

Из полученных значений токов к.з. от каждого из источников необходимо определить максимальное и минимальное. Максимальные значения предназначены для выбора оборудования при проверке на прочность, а минимальные - для проектирования защит и выбора уставок выключателей. Из выше изложенного следует, что для точки k₁
I_{max к} =2,32 кА; I_{min к} =1,3 кА.