Details

Цель работы – проектирование трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ, обеспечивающей надёжное электроснабжение потребителей II категории комплекса переработки угля с соблюдением требований к качеству электрической энергии. Методология работы базируется на методе коэффициента спроса для определения расчётных нагрузок, аналитических методах расчёта установившихся режимов и токов короткого замыкания, а также на имитационном моделировании в программном комплексе RastrWin3. Выбор оборудования выполнен в соответствии с действующими нормативными документами (ПУЭ, ГОСТ) и справочными данными. Результаты работы: 1. Определены расчётные нагрузки подстанции; суммарная активная мощность составила 5879,66 кВт, реактивная – 2817,03 квар. 2. Выбрана структурная схема с секционированными шинами 10 кВ и раздельной работой трансформаторов, соответствующая II категории надёжности. 3. Для нормализации коэффициента реактивной мощности (tgφ с 0,48 до 0,38) приняты две конденсаторные установки КРМ 10,5 УКЛ57 суммарной мощностью 600 квар. 4. Выбраны сухие трансформаторы ТСЗ-1600/10, ТСЗ-1000/10, ТСЗ-400/10, ТСЗ-100/10 и кабели ввода с изоляцией из сшитого полиэтилена. 5. Выполнены расчёты нормального и послеаварийного режимов в RastrWin3; отклонения напряжения не превысили ±10 %, загрузка оборудования не превысила допустимых значений. 6. Рассчитаны токи короткого замыкания (максимальный ток на шинах 10 кВ – 9,425 кА, ударный – 21,297 кА); расхождения с аналитическим расчётом составили менее 2 %. 7. Выбраны и проверены коммутационные аппараты, токоведущие части, трансформаторы тока и напряжения. Область применения результатов – проектирование новых и реконструкция существующих трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ промышленных предприятий с потребителями II категории надёжности, в частности в угольной и горнорудной промышленности. Выводы: предложенные технические решения обеспечивают надёжное, безопасное и экономичное электроснабжение комплекса переработки угля в нормальных и послеаварийных режимах, соответствуют требованиям нормативных документов и могут быть рекомендованы к практической реализации.

The aim is to design a 10/0.4 kV transformer substation that provides reliable power supply to category II consumers of a coal processing complex while meeting power quality requirements. Methodology: demand factor method for load calculation; analytical steady-state and short-circuit current calculations; simulation in RastrWin3; equipment selection in accordance with Russian regulations (PUE, GOST) and reference data. Results: 1. Design loads: active power – 5879.66 kW, reactive power – 2817.03 kvar. 2. A single busbar section scheme (10 kV) with separate transformer operation is adopted. 3. Two capacitor units (total 600 kvar) reduce tgφ from 0.48 to 0.38. 4. Dry-type transformers (TSZ-1600/10, TSZ-1000/10, TSZ-400/10, TSZ-100/10) and XLPE cables are selected. 5. Steady-state calculations (RastrWin3) show voltage deviations within ±10 % and acceptable equipment loading. 6. Short-circuit current at 10 kV busbars: 9.425 kA (initial symmetrical), 21.297 kA (peak); deviation from analytical calculation <2 %. 7. All switchgear, busbars, current and voltage transformers are verified for thermal and dynamic withstand. Application: design of new or reconstruction of existing 10/0.4 kV substations for industrial consumers of category II, especially in coal and mining industries. Conclusion: The proposed solutions ensure reliable, safe and efficient power supply for the coal processing complex under normal and post-emergency conditions, comply with regulatory requirements, and are recommended for practical implementation.