где:

  – максимальная  мощность, отдаваемая  в систему с шин РУ СН,

  – коэффициент  систематических  перегрузок (ориентировочно  можно принять  равным ). 

    Аварийное отключение одного из автотрансформаторов  связи в режиме летних минимальных нагрузок. При аварийном отключении одного из параллельно работающих автотрансформаторов связи допустимо снижать переток мощности через оставшийся в работе автотрансформатор связи на величину имеющегося аварийного резерва в системе. Этот режим не следует рассматривать, если , – коэффициент аварийных перегрузок. В нашем случае это условие не выполняется: МВт.

    Работа  станции с установленной  мощностью в режиме максимальных зимних нагрузок и аварийное  отключение одного блока, работающего на шины РУ СН.

    По  наибольшему расчетному условию () подходит автотрансформатор АТДЦТН-400000/330/150 [3, с. 240, таблица 5.25].

    Рассмотрим  случай, когда на шины РУ СН выдают мощность 5 блоков:   (смотреть рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Структурная схема КЭС

    Расчет  проводится по формулам (2.11 – 2.14).

    Работа  станции с установленной  мощностью в режиме летних минимальных нагрузок. 

    Далее проводить расчет нет смысла, т.к. автотрансформаторы на напряжения 330/150 мощностью более 400 российская промышленность не производит.

    Рассмотрим  следующий вариант, когда на шины РУ СН работает 3 блока:   (смотреть рисунок 3).

Рисунок 2.3 – Структурная схема КЭС

    Работа  станции с установленной  мощностью в режиме летних минимальных нагрузок. 

    Аварийное отключение одного из автотрансформаторов  связи в режиме летних минимальных нагрузок. Условие выполняется (500>231.28). Рассчитывать данное условие нет необходимости.

    Работа  станции с установленной  мощностью в режиме максимальных зимних нагрузок и аварийное  отключение одного блока, работающего на шины РУ СН. 

    По  расчетной мощности выбираем трансформатор АТДЦТН-250000/330/150 [3, с. 239, таблица 5.24].

    Окончательно  выбираем вариант с четырьмя блоками, выдающими мощность на шины РУ СН. Несмотря на то, что в первом варианте автотрансформаторы будут дороже (т.к. их мощность больше) окончательно схема,  представленная на рисунке 2.1, экономически получается выгодней. Это обусловлено тем, что разница стоимости двухобмоточного трансформатора и выключателя на напряжения 330 кВ и 150 кВ будет больше разницы в стоимости двух автотрансформаторов на мощности 400 и 250 . Данные выбранного автотрансформатора связи приведены в таблице 2.3.

    Таблица 2.3

    Данные  автотрансформатора, необходимые для  расчетов

2.5 Выбор количества линий связи и определение их сечения

    Для определения количества и сечения  линий связи необходимо определить активную мощность , передаваемую по ним в систему:

    Воспользуемся эмпирической формулой Илларионова  для определения напряжения проектируемых  линий [4, с. 250]:

где:

  – длина линии  электропередачи, в км,

n – число цепей,

  –  в МВт,

  – в км.

    Из  формулы 2.16 найдем n:

    Число линий связи принимаем равным 6.

    Определим сечение проводов:

где:

 – экономическая  плотность тока, ,

U – напряжение линии,

k – число составляющих в расщепленной фазе. 

    Выбираем  ближайший стандартный провод АС-400/51 [2, с. 235, 236]. Параметры провода приведены в таблице 2.4. 
 

    Таблица 2.4

    Параметры провода, необходимые для расчетов

    Проверим  выбранный провод на длительно допустимый ток при отключении одной из линий.

 

    Условие выполняется.

    Для сооружения линий выбираем двухцепные опоры П330-2 [5, с. 417]. 

 

3 Расчет токов короткого  замыкания для  выбора аппаратов

    Для выбора аппаратов необходимо рассчитать токи короткого замыкания на шинах РУ СН  и РУ ВН (однофазное и трехфазное) и в генераторных цепях (только трехфазное), смотреть рисунок 3.1. Для определения токов короткого замыкания необходимо рассчитать сопротивления элементов схемы [4].

    Сопротивление системы:

    Сопротивление двухобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов:

    Сопротивление линий:

    Сопротивление генераторов:

    Определим параметры схемы замещения (смотреть рисунок 3.1, здесь и далее в числителе номер сопротивления, в знаменателе его сопротивление в Омах). Для расчетов примем средненоминальные напряжения:  
 
 
 
 
 

где: 

Рисунок 3.1 – Схема замещения станции (сопротивления на этой схеме не приведены к одной ступени напряжения)

    Электродвижущая сила системы и генераторов равна  [1, с. 13, таблица 3]: 
 

    Рассчитаем ток трехфазного короткого замыкания в точке 1. Преобразуем схему замещения рисунок 3.1. Все сопротивления приведем к  
 
 
 
 

    В результате этих преобразований получаем схему, приведенную на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема замещения станции для расчета тока  КЗ в точке

    Преобразуем параллельные ветви с источниками  ЭДС в эквивалентную.

    Эквивалентная ЭДС находится следующим образом  [4, с. 478]:

при двух ветвях:

    По  формуле (3.6) находим: 
 
 

    Сопротивления и соединены параллельно: 
 

Получаем  двухлучевую схему замещения, приведенную  на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Схема замещения станции  для расчета тока  КЗ в точке  

    Рассчитаем  ток трехфазного короткого замыкания  в точке . Приведем все сопротивления к напряжению и приведем схему к виду, представленному на рисунке 3.4. 
 
 
 

Рисунок 3.4 – Схема замещения станции  для расчета тока  КЗ в точке  
 
 
 

    Рассчитаем  ток трехфазного короткого замыкания  в точке 3. Все сопротивления приведем к напряжению .  Преобразуем схему (рисунок 3.1) к виду, представленному на рисунке 3.5. 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3.5 – Схема замещения станции  для расчета тока  КЗ в точке

    Сопротивления и преобразуем в одно: 

    По  формуле (3.5) преобразуем параллельные ветви с источниками ЭДС в  эквивалентную: 
 
 
 
 
 

    После преобразований получаем схему, представленную на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 – Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке  

    Расчет  токов однофазных коротких замыканий. Составим схему замещения обратной последовательности (смотреть рисунок 3.7). В обратной последовательности сопротивления отличаются только для вращающихся машин, для генераторов [4, с. 283]. 
 
 
 
 
 

    Определим сопротивление обратной последовательности для точки , смотреть рисунок 3.8. 
 
 
 
 
 

Рисунок 3.7 – Схема замещения обратной последовательности станции

Рисунок 3.8 – Схема замещения обратной последовательности станции для расчета тока КЗ в точке

    Сопротивления и свернем параллельно: 

    Сопротивление обратной последовательности относительно точки : 

    Сопротивление прямой последовательности относительно точки : 

    Определим сопротивление обратной последовательности для точки , смотреть рисунок 3.9: 
 
 
 
 

Рисунок 3.9 – Схема замещения обратной последовательности станции для расчета тока КЗ в точке

    Сопротивление обратной последовательности относительно точки : 
 

    Сопротивление прямой последовательности для точки :