Проектирование узловой подстанции 220/35/10 (стр. 2 из 9)
МВАНаходим активную мощность приходящую на подстанцию, с учётом того что
МВт 
Принимаем число питающих линий равное
3.Для выполнения надежности электроснабжения потребителей I категории должны быть обеспечены 100% резервом по сети. Для потребителей II категории допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой.
Требования к надежности питающих и распределительных сетей энергосистем, а так же распределительных промышленных, городских и сельских сетей регламентированы в нормативных документах (ПУЭ).
Так как от узловой подстанции получают питание потребители I и II категории, то в соответствии с требованиями надежности регламентированных, нормативными документами число питающих линии должно быть не менее 2.
Поэтому в соответствии с требованиями надежности и пропускной способности воздушных линий выбираем питание от двух линий.
2.2 Выбор сечений проводов питающих ВЛ
Критерием для выбора сечения проводников воздушных и кабельных линий является минимум приведенных затрат. В практике проектирования линий массового строительства выбор сечения проводников производится не сопоставительным технико-экономическим расчетом в каждом конкретном случае, а по нормируемым обобщенным показателям.
В качестве такого показателя при проектировании как кабельных линий, так и воздушных линий (ВЛ) 35–500 кВ в течение многих лет использовалась экономическая плотность тока.
Более правильно нормировать не экономическую плотность тока, а экономические токовые интервалы каждой марки провода для ВЛ разных напряжений. При этом в зависимости от принципов, закладываемых при унификации опор, зона одних марок проводов расширяется, других – сокращается. Экономические токовые интервалы разрабатываются одновременно с конструкторскими работами по оптимальной унификации линий в увязке с конкретными задачами электросетевого строительства и суммарным расходом проводникового материала.
Сечение проводников, выбранное по нормированным значениям экономических токовых интервалов, далее проверяется на соответствие другим условиям (короне на линии, уровню радиопомех, допустимой длительной токовой нагрузке по нагреву, потерям и отклонениям напряжения, термической стойкости при токах КЗ).
Расчетными для выбора экономического сечения проводов являются:
для линий основной сети – расчетные длительные потоки мощности;
для линий распределительной сети – совмещенный максимум нагрузки подстанций, присоединенных к данной линии, при прохождении максимума энергосистемы.
При определении расчетного тока не следует учитывать увеличения тока при авариях или ремонтах в каких-либо элементах сети.
Значение Iр определяется по выражению:
Iр=αi·αт·Imax;(2.5)
гдеαi– коэффициент, учитывающий изменение тока по годам эксплуатации;
Imax – максимальный ток в линии, А;
αi=1,05
αт=1,3
Определим наибольшие токи, протекающие по линии, для этого определим потоки мощности в линиях.
Imax=S∑/
·Uном·n,(2.6)гдеIнб – наибольший ток в линии, А;
Uном – номинальное напряжение, В;
n – число цепей;
А 
По экономическим токовым интервалам выбираем проводник АС 240/32.(Таблица 43.4 [5]) (Uном=220 кВ; район по гололеду II; материал опоры–железобетон)
2.3 Проверка поусловиям длительно допустимого нагрева
Допустимая температура – это такая наибольшая температура, при которой провод или кабель сохраняет свои электрические и механические свойства. Провода перегорают обычно в местах соединения, в которых выделяется больше тепла при протекании тока. Для обеспечения нормальных условий работы линии под нагрузкой, в частности для обеспечения надежной работы соединительных контактов и изоляции проводов, при нагреве проводов током нагрузки температура не должна превышать допустимых значений.
Допустимые температуры нагрева установлены в зависимости от марки провода и кабелей и материала изоляции. Так, для неизолированных проводов ВЛ и неизолированных проводов, прокладываемых внутри зданий, установлена допустимая температура не выше 70°С. Для ВЛ эта температура обусловлена свойствами соединительных контактов, нагрев которых выше этой температуры приводит к интенсивной коррозии и возрастанию их переходных сопротивлений. Кроме того, нагрев контакта до более высокой температуры вызывает его ослабление при последующем охлаждении, что приводит к дополнительному увеличению его сопротивления и дальнейшему перегреву, грозя, в конце концов, нарушить работу линии. Данными эксплуатационных наблюдений установлено, что указанная предельная температура провода гарантирует нормальную работу соединительных контактов.
Для обеспечения нормальных условий работы линии допустимый ток должен удовлетворять следующим условиям:
Iдоп≥Iнб,(2.5)
гдеIдоп – длительно допустимый ток, А;
Iнб – наибольший из токов линии в послеаварийном режиме, А;
Определим наибольшие токи, протекающие по линии, для этого определим потоки мощности в линиях.
Iнб=S∑/(
Uном(n-1))(2.6)гдеIнб – наибольший ток в линии, А;
Uном – номинальное напряжение, кВ;
n – число цепей; n=1
Для выбранного провода марки АС–240/32 , Iдоп =605 А, значит условие (Iдоп≥Iнб) выполняется
Принимаем провод марки АС–240/32
3. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ
Электрическая часть каждой электростанции и подстанции характеризуется, прежде всего, схемой электрических соединений, на которой условными обозначениями нанесены все агрегаты и аппараты электрической части станции или подстанции и соединения между ними.
Схемы электрических соединенийразделяются на две основные группы: главные схемы, или схемы первичных цепей, и схемы вторичных цепей.
Первичными являются цепи, по которым электроэнергия передается от генераторов к электроприемникам, т.е. по которым проходят рабочие токи нагрузки. В этих цепях показывают коммутационные аппараты, аппараты для ограничения токов короткого замыкания, измерительные трансформаторы тока и напряжения, аппараты для защиты установок от перенапряжения и т.п.
Вторичными являются цепи, предназначенные для контроля, защиты и управления основного оборудования и первичных цепей. К вторичномуоборудованиюотносятсяизмерительныеприборы, релейная защита,автоматика, приборыиаппараты управления, сигнализации, блокировки и др.
Схемыэлектрическихсоединенийможноизображатьводнолинейном и трехлинейном исполнении.
В однолинейных схемах условно показывают соединения только для одной фазы, что упрощает схему. Эти схемы дают общее представлениеобэлектроустановке и позволяют ориентировочно определить количество установленного основного оборудования, так как все три фазы обычно имеют одинаковые соединения и в них включаются одни и те же аппараты. Трехлинейные схемы составляют для всех трех фаз.
Главные схемы станций выполняют, как правило, в однолинейном изображении, а трехлинейные схемы разрабатываются для отдельных элементов станции, например для цепи генератора, трансформатора, отходящей линии и т.д. В трехлинейных схемах изображают также и вторичные цепи со вспомогательной аппаратурой.
Однолинейныесхемы электрических соединений получили наибольшее распространение. Они используются при исследовании нормальных и аварийных режимов в процессе проектирования и эксплуатации станций, при разработке противоаварийных мероприятий, конструкций распределительных устройств и т.д.
В однолинейном изображении составляют и оперативные схемы электрических соединений, которыми пользуются в условиях эксплуатации станции.
В главных схемах все коммутационные аппараты показываются в отключенном положении. На оперативных схемах состояние элементов должно строго соответствовать режиму работы станции (подстанции) на данный момент времени. При изображении схем электрических соединений пользуются условными графическими обозначениями, которые установлены ЕСКД и действующими государственными стандартами (ГОСТ).
Так какпроектируемая узловая подстанция выполнена на 3 уровня напряжения 220/35/10. Структурная схема проектируемой узловой подстанции будет выглядеть следующим образом:
Схемы промышленного электроснабжения выбираются из соображений надежности, экономичности и безопасности, а так же с расчётом на расширение. Надежность схемы определяется в зависимости от категории приемников электроэнергии. При этом, если в числе приемников электроэнергии предприятия или цеха имеется хотя бы один приемник 1-й категории, количество источников питания должно быть не менее двух, а схема электроснабжения должна обеспечивать надежное его питание. Источники питания при этом должны быть независимыми. Они считаются независимыми в том случае, если нарушение режима или повреждение одного из них не влечет за собой нарушение режима работы или прекращение работы другого. Независимыми источниками питания могут быть в системе промышленного электроснабжения собственные электростанции промпредприятия или генераторы, работающие на разные секции шин и имеющие независимые первичные двигатели; станции, линии, секции, трансформаторы разных подстанций энергосистем. Независимыми могут считаться секции шин, питающиеся от генераторов (при условии, что их не менее двух на каждую секцию, причем секции не должны быть электрически связаны) между собой или иметь связь автоматически их разъединяющую.