Разработка схем подстанции

3.1. Определение структурной схемы и основных характеристик подстанции.

В связи с высокой степенью загрязнения- IV применяем ЗРУ-110кВ и КРУН-6кВ. Согласно нормам технологического проектирования для тупиковой ПС, питающейся от одной ВЛ, выбираем блок линия-трансформатор с выключателем. (Схема 110 – 3H [5])

 

 

 

Рис.4 Структурная схема подстанции 110/6 кВ.

Понижающие подстанции предназначены для распределения энергии по сети низкого напряжения и создания пунктов соединения сети высокого напряжения.

Данная подстанция в общем случае состоит из следующих основных элементов:

а) силовых трансформаторов ТДН-16000/110;

б) ЗРУ-110кВ;

в) комплектного распределительного устройства (КРУН-6 кВ);

г) жесткой и гибкой ошиновок;

д) кабельных конструкций;

е) осветительных устройств;

ж) грозозащиты;

з) заземления;

и) фундаментов и ограждений.

 

 

3.2. Разработка главной схемы подстанции

Выбранный вариант структурной схемы ПС должен быть подробно разработан для обоих напряжений (ВН и НН). Подробная разработка приводит к составлению принципиальной электрической схемы главных цепей подстанции, называемой в дальнейшем «главной схемой».

Разработка главной схемы предполагает выбор ее вида, определения количества систем шин и секций РУ, расстановку электрических аппаратов в зависимости от структурной схемы, номинального напряжения, режимов работы оборудования и нейтрали, требований надежности и других условий.

3.2.1. Разработка схемы высшего напряжения.

Применим ЗРУ СЭЩ «Самара» [4] с высшим напряжением 110 кВ изготавливаемых на заводах, с крупноблочными узлами доставляемых на место монтажа – схема 110-3Н [5].

При наличии одной ВЛ, связывающей ПС с системой, надо применять схемы укрупненного блока (линия + два трансформатора) (рис. 5.)

 

Режим нейтрали

В сетях 110 кВ режим нейтрали эффективно-заземленный согласно ПУЭ [2]

 

Рис 5 Схема тупиковой подстанции.

Согласно компоновке ПС[4] на стороне ВН применяем следующее оборудование [6,7]:

Выключатели – ВГТ-110 II- 40/2500 У1 с пружинным приводом ППрК-1800С

Разъединители – РГ-2-110/1000 У1 с двигательным электроприводом типа ПД- 14 УХЛ1.

Силовые трансформаторы – ТДН -16000/100

ОПНп-110 , ЗОН-110М У1.

ТТ – ТВТ-110 , ТОЛ-110.

 

Рис 6 Принципиальная схема ВН ПС.

 

 

3.2.2. Разработка схемы низшего напряжения

РУ НН состоит из двух секций соответственно количеству трансформаторов с нерасщепленными обмотками (рис. 7 ). КРУН серии К59 предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 6 кВ. Схема 10(6)-1 [5]

 

 

Рис. 7. Схема НН ПС

В КРУН предусмотрено отопление, вентиляция, питание внутреннего освещения напряжением 220 В, 50 Гц и переносного освещения - 36 В, 50 Гц. Конструкция блоков РУ обеспечивает свободный доступ для обслуживания и ремонта электрооборудования.

Количество отходящих кабельных линий – 20, распределенных на 2 секции соответственно I – 10 ,II – 10, так же 2 вводных ячейки, 1 ячейки под секционный выключатели, 1 для секционной перемычки, 2 ячейки подключение ТСН , 2 ячейки осуществляют резерв.

Всего 28 присоединений.

Для определения режима работы нейтрали вычислим ток ОЗЗ:

Cогласно [2] при токе ОЗЗ больше 30А необходима компенсация. Поэтому выбираем режим работы нейтрали резонансно-заземленный, при котором компенсация емкостных токов будет осуществляться при помощи дугогасящих реакторов (Приложение А).

Для контроля ОЗЗ применяем трансформатор тока типа ТЗЛ- 6 У2.

 

 

Рис. 8 Принципиальная схема РУ 6кВ (одиночная секционированная выключателем система шин).

 

Согласно компоновке ПС[4] на стороне НН применяем следующее оборудование [6,7,8]:

Выключатели – ВВУ-СЭЩ-Э-6

ТТ – ТЛК-6

ТН- НАМИ-6

Предохранители - ПКН-001-6 У3

ОПН- 6

ТСН- ТЛС-63/6

 

 

3.3. Выбор вида оперативного тока.

Вид оперативного тока (постоянный, переменный, выпрямленный) выбирается в зависимости от категории ПС, типа приводов, наличия резервного источника питания, вида обслуживания ПС, категории потребителей, питающихся от ПС [11].

В настоящее время на ПС напряжением 110 кВ применяют постоянный оперативный ток.

Система постоянного оперативного тока

Для этого применяются шкафы управления ШУОТ. ШУОТ серия 2405 с микропроцессорной системой управления на номинальные выходные токи от 20 до 100А, с номинальным напряжением питающей сети от 220 до 660В, выходным напряжением постоянного тока на 115(90…120) либо 230(180…240)В, со временем поддержки от аккумуляторных батарей до 240 минут. Промышленное производство осуществляется согласно ТИДЖ. 435361.001ТУ.

В состав ШУОТ-2405 входят: шкаф подзарядного устройства (ПЗУ), состоящий из двух управляемых тиристорных выпрямителей с двумя микропроцессорными системами контроля и управления; шкаф аккумуляторный с комплектом аккумуляторных щелочных никель-кадмиевых батарей типа 10НК-28-III номинальным напряжением 12 В (19 элементов, обеспечивающих напряжение 228 В, присоединённых к шинам, от которых питаются цепи управления и аварийного освещения). Оборудование (элементы шкафа) размещено в сборных унифицированных металлических корпусах одностороннего обслуживания. Питание ШУОТ-2405 осуществляется с двух ТСН.

Схема приведена в п3.5

 

3.4. Выбор трансформатора собственных нужд.

 

Рассчитаем нагрузки собственных нужд для двух трансформаторной ПС, результат занесем в таблицу.

Таблица 2. Расчетные нагрузки собственных нужд подстанции

Электроприемник	Установленная мощность	Коэф. мощн. соsφ	Коли-чество	Коэфф. спроса	Расчетная мощность
-	кВт	-	шт	-	кВт	кВ.А
	Обогреватель шкафа КРУН	1			1,0
	Отопление, освещение и вентиляция ЗРУ-110				0,8
	Обогреватель шкафа релейной аппаратуры	0,5			1,0
	Наружное освещение СКУ-12-220 (аналог 250Вт ДРЛ)	0,07			0,5	0,14	0,14
	Оперативные цепи	1,8		-	1,0	1,8	1,8
	ИТОГО:					51,94	51,94

 

Так как мощность нагрузки собственных нужд ПС 51,94 кВА и ПС без дежурного персонала, то возьмем ТСН типа ТЛС-63/6 [6].

Для защиты трансформатора собственных нужд от перенапряжений устанавливаем ограничитель перенапряжения типа ОПНп-6 расположен в ТСН.

Выбор предохранителя:

Условия выбора:

-по напряжению: =6кВ = 6кВ

-по допустимому току:

-по предельному току отключения:

Предохранитель типа ПКТ-101-6-5-40 У3

Условия выполняются, значит, предохранитель выбран верно.

3.5 Выбор схемы питания трансформаторов собственных нужд.

Схема питания ТСН зависит от вида оперативного тока, от категории подстанции.

Так как оперативным током на ПС служит постоянный ток, то ТСН присоединяется через предохранитель и кабель к шинам РУ НН.