Курсовой проект по электрическим сетям

Потребители первой категории в нормальных режимах работы должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Это стоит учесть при проектировании, поэтому необходимо также учитывать требования резервирования. Если потребители I категории запитываются с одной подстанции, то для обеспечения требуемой надежности электроснабжения нужно иметь как минимум по одному трансформатору на каждой секции шин. Согласно ГОСТ 14209-85, мощность этих трансформаторов должна подбираться таким образом, чтобы при выходе из строя одного из них, оставшийся в работе трансформатор выдерживал допустимую перегрузку 40% с продолжительностью не более 6 часов в сутки в течение 5 суток подряд при коэффициенте заполнения 0.75 и тем самым обеспечивал питание всех потребителей I категории. Так как в аварийном режиме допустимо отключение потребителей III категории, то их можно не учитывать.
Для каждой подстанции необходимо произвести выбор трансформаторов по следующим условиям:
На подстанции должно находиться два трансформатора;
Пределы максимальной нагрузки – 60-70%;
Допустимая перегрузка в аварийном режиме – 40%.
Эти условия можно представить в виде системы неравенств:
0.6≤Sтп2Sт≤0.7SтпSт≤1.4,
где Sтп – мощность трансформаторной подстанции, определяемая мощностью потребителя, кВА;
Sт – мощность одного трансформатора на подстанции, кВА.
Эту систему неравенств можно упростить и свести к следующему неравенству:
1.2≤SтпSт≤1.4
Тогда мощность одного трансформатора на подстанции можно определить, исходя из следующего неравенства:
0.714∙Sтп≤Sт≤0.833∙Sтп
Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме определяется следующей формулой:
kзн=Sтп2∙Sт
Коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме можно определить по формуле, представленной ниже:
kза=SтпSт
Опираясь на вышеописанные формулы и произведя по ним соответствующие расчеты, можно подобрать трансформаторы для трансформаторных подстанций в точках А, Б, В, Г и Д.
Точка А:
Мощность подстанции А:
Вариант 1 и 2:
SтпА=SA=54,3 МВА
Вариант 3:
SтпА=SA+SБ=54,3+54,3=108,7 МВА
Мощность трансформатора:
Вариант 1 и 2:
0.714∙54,3≤SтА≤0.833∙54,3
38,8≤SтА≤45,5
Допустимо удовлетворяющий этому условию трансформатор:
ТРДН – 40000/110-У1.
Вариант 5:
0.714∙108,7 ≤SтА≤0.833∙108,7
77,6≤SтА≤90,5
Допустимо удовлетворяющий этому условию трансформатор:
АТДЦТН-125000/220/110.
Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме:
Вариант 1 и 2:
kзнА=SтпА2∙SтА=54,32∙40=0,68
Вариант 5:
kзнА=SтпА2∙SтА=108,7 2∙125=0,4
Коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме:
Вариант 1 и 2:
kзаА=SтпАSтА=54,340=1,36
Трансформатор ТРДН – 40000/110-У1 подходит для установки на подстанции в точке А.
Вариант 5:
kзаА=SтпАSтА=108,7125=0,89
Трансформатор АТДЦТН-125000/220/110 подходит для установки на подстанции в точке А.
Кроме этого, при выборе автотрансформаторов следует иметь в виду, что мощность обмотки НН не может быть больше типовой мощности Sтип, составляющей часть номинальной мощности, которую можно определить с помощью коэффициента выгодности:
kвыг=SтипSном=Uвн-UснUвн;
kвыг=220-110220=0.5
Тогда номинальная мощность обмотки НН автотрансформатора:
Sтип.=kвыг∙Sном=0.5∙125∙106=75 МВА
Sтип.>Sнн
75>54,3 МВА
Условие выполняется.
Также для автотрансформаторов дополнительно проверяется загрузка обмотки НН по уже известным формулам.
В нормальном режиме:
kз.н.=Sнн2∙Sтип.=54,32∙125=0,2
В аварийном режиме:
kз.н.=SннSтип.=54,3125=0.44
Трансформатор АТДЦТН 125000/220/110 – У1 подходит для установки на подстанции в точке А для варианта схемы электрификации сети № 5.
Точка Б:
Мощность подстанции Б:
SтпБ=SБ=54,3 МВА
Мощность трансформатора:
0.714∙54,3≤SтБ≤0.833∙54,3
38,8≤SтБ≤45,5
Допустимо удовлетворяющий этому условию трансформатор:
ТРДН – 40000/110-У1
Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме:
kзнБ=SтпБ2∙SтБ=54,32∙40=0,68
Коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме:
kзаБ=SтпБSтБ=54,340=1,36
Трансформатор ТРДН – 40000/110-У1 подходит для установки на подстанции в точке Б.
Точка В:
Мощность подстанции В:
Вариант 1:
SтпВ=SВ+SА=193,5+54,3=247,9 МВА
Вариант 5 и 2:
SтпВ=SВ=193,5МВА
Мощность трансформатора:
Вариант 1:
0.714∙247,9≤SтВ≤0.833∙247,9
177,0≤SтВ≤206,5
Допустимо удовлетворяющие этим условиям трансформаторы:
АТДЦТН-250000/220/110.
Вариант 5 и 2:
0.714∙193,5≤SтВ≤0.833∙193,5
138,2≤SтВ≤161,2
Допустимо удовлетворяющие этим условиям трансформаторы:
ТДЦТН-16000/220/10.
Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме:
Вариант 1:
kзнВ=SтпВ2∙SтВ=247,9 2∙200=0,62
Вариант 5 и 2:
kзнВ=SтпВ2∙SтВ=193,5 2∙160=0,6