Файл: Основные данные о работе.docx

Если трансформатор (реактор) отключен от защиты, его работа не связана с внутренними повреждениями и может быть снова включена без проверки после внешнего осмотра.

Аварийный вывод трансформатора из работы необходим при: сильном неравномерном шуме и потрескивании внутри трансформатора; ненормальном и постоянно возрастающем нагреве трансформатора при нормальных нагрузке и работе устройств охлаждения; выбросе масла из расширителя и разрыве диафрагмы выхлопной трубы; течи масла с понижением его уровня ниже уровня масломерного стекла.

Трансформаторы выводятся из работы также при необходимости немедленной замены масла по результатам лабораторных анализов.

Анализ электрических нагрузок

Расчетная нагрузка является одним из основных входных параметров при проектировании электрических систем, сетей и установок. Определение нагрузки требуется для выбора количества и мощности блоков электростанции.

количество и мощность трансформаторов подстанции, напряжение, сечение проводов и количество цепей в ЛЭП; Расчет мощности и потерь мощности, расчет отклонений напряжения в электрических сетях и выбор средств регулирования напряжения и др.

Под расчетной (максимальной) нагрузкой понимается максимальная средняя нагрузка за 30 минут, ожидаемая в конце расчетного периода развития сети или установки. Расчетную продолжительность можно получить в пределах 5-20 лет.

Помимо расчетной нагрузки, при проектировании важно знать график нагрузки. Характер нагрузки меняется со временем. В большинстве методов проектирования используются ежедневные графики нагрузки, годовые графики нагрузки по периодам и годовые графики максимальной нагрузки для каждого месяца.

По данным предприятия получим таблицу расчетных нагрузок.

Результаты отражены в таблице 1.
Таблица 1

Суммарная расчетная нагрузка РП

Наименование потребителей	S_р,кВт	I_р,А
Производственные цеха	4870,81	7030,4
Общественные здания	1598,46	2307,2
Итого:	6469,27	9337,6

ГЛАВА 2. Выбор основного электрооборудования подстанции

Выбор силовых трансформаторов подстанции

Данная распределительная подстанция рассчитана на обеспечение электроэнергией на уровне 10 кВ цехов, расположенных в непосредственной близости: чугунолитейного, водопроводного, доменного цеха №1, коксохимического и кислородного производств. Подстанция также питает паровоздуходувную станцию ТЭЦ НЛМК, газоочистку ККЦ-1, ТП городских электрических сетей, несколько мощных компрессоров кислородного производства, механосборочный цех металлургического оборудования.

Определим плотность электрической нагрузки по формуле:

, МВт/км², (2.1.1)

где ^Р_р– активная расчетная нагрузка, МВт;

^F^мк– площадь, км².

Плотность электрической нагрузки:

, МВт/км².

Будем рассматривать трансформаторы мощностью 630 или 1000кВ∙А.

Минимальное количество трансформаторов, которое необходимо для обеспечения электроснабжения определяется по формуле.

, шт, (2.1.2)

где ^S_р– расчетная нагрузка потребителей, кВ∙А;

^кз– коэффициент загрузки трансформатора (к_з=0,7);⁴

^S_Т.ном– номинальная мощность трансформатора, кВ∙А.

Для электроснабжения потребителей с мощностью ^S_тц= 1141,31 кВ∙А запроектируем отдельную двухтрансформаторную подстанцию.

Для определения электрических нагрузок, приходящихся на каждую подстанцию, воспользуемся формулами определения максимумов нагрузки.

Расчетный максимум активной нагрузки определяется по формуле:

, кВт, (2.1.3)

где ^Р_зд._max– наибольшая активная нагрузка цеха из числа потребителей, питаемых от ТП, кВт;

^Рздⁱ– расчетные активные нагрузки других потребителей, кВт;

^К_yi– коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных помещений [1].

Расчетный максимум реактивной нагрузки определяется по формуле:

, квар, (2.1.4)

где ^Q_зд._max– наибольшая активная нагрузка потребителей из числа потребителей, питаемых от ТП, кВт;

^Q^здⁱ– расчетные активные нагрузки других потребителей, кВт;

^k_yi– коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий помещений⁵.

Пример расчета приведем для ТП2:

, (2.1.5)

, кВт,

, (2.1.6)

, квар,

, кВ∙А.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме определяется по формуле:

, (2.1.7)
где ^Р_р– расчетная активная нагрузка потребителей, питаемых от ТП, кВт;

^Q^р– расчетные реактивная нагрузка потребителей, питаемых от ТП, квар;

^N_T– число силовых трансформаторов, устанавливаемых в ТП, шт;

S_НТ– номинальная мощность силового трансформатора, кВ∙А.

< 0,7.

Загрузка силовых трансформаторов в послеаварийном режиме характеризуется коэффициентом k_з,АВ, который определяется по формуле:

, (2.1.8)

< 1,4.

Результаты расчета для остальных подстанций приведены в таблице 3.2.

Таблица 2

Выбор трансформаторов

№ТП	S_р,кВ∙А	S_НТ, кВ∙А	Кол-во Трансформаторов	к_з	к_зАВ
ТП1	872,4	630	2	0,69	1,38
ТП2	758	630	2	0,7	1,2
ТП3	900,38	630	2	0,7	1,4
ТП4	815,19	630	2	0,65	1,29
ТП5	826,14	630	2	0,66	1,31
ТП6	865,57	630	2	0,68	1,37
ТП7	1141,31	1000	2	0,57	1,14

Расчёт токов короткого замыкания

В энергосистеме, помимо нормальных режимов работы, могут возникать аварийные режимы, наиболее тяжелыми из которых считаются трехфазные короткие замыкания. Токи в таких режимах значительно превышают нормальные токи и измеряются в килоамперах. Расчет токов короткого замыкания проводится для того, чтобы впоследствии выбрать коммутационное и защитное оборудование, способное выдержать и защитить от таких режимов работы.

Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 10 кВ

Для расчета токов короткого замыкания составляется расчетная схема, представляющая собой упрощенный вариант однолинейной схемы, и схема замещения, в которой все элементы заменяются сопротивлениями. Рассматриваются два режима работы схемы: максимальный и минимальный.

Схему замещения при работе в разомкнутом режиме (см. приложении Б на рис. Б.1).

Схему замещения при работе в режиме магистрали (послеаварийный режим) (см. приложении Б на рис. Б.2).

Определим параметры схем замещения, для этого зададимся необходимыми исходными данными.

Распределительный пункт (РП) примем в расчете, как систему с током трехфазного I_к.с⁽³⁾ = 9,3 (кА).

Реактивное сопротивление системы определяется по формуле:

, Ом, (2.2.1)

где U_ср – среднее напряжение, кВ;

I_к.с⁽³⁾ – ток трехфазного КЗ на стороне 10 (кВ), кА.

Активное сопротивление для кабельных линий определим по выражению:

, Ом, (2.2.2)

где R_o.w – удельное активное сопротивление, Ом/км;

l – длина линии, км.

Пример расчета:

Активным сопротивлением системы пренебрегаем, поскольку оно более, чем в три раза меньше, чем реактивное.