Details

Объектом проектирования является трансформаторная подстанция 110/10 кВ, предназначенная для электроснабжения потребителей Ленинградской области с заданной мощностью нагрузки 30–50 МВт. Цель работы — разработка комплекта технических решений, обеспечивающих надежное, качественное и экономически обоснованное электроснабжение потребителей. В процессе выполнения работы решены следующие задачи: 1) Обоснована двухтрансформаторная структурная схема; выбраны силовые трансформаторы ТДН-40000/110. 2) Выбрано количество и тип линий электропередачи (двухцепная воздушная линия с проводом АС-240/32), выполнено технико-экономическое сравнение с кабельным исполнением. 3) Разработана главная схема электрических соединений: ОРУ-110 кВ (схема «два блока трансформатор-линия с неавтоматической перемычкой»), КРУН-10 кВ (одна секционированная система сборных шин), РУ-0,4 кВ (с двумя трансформаторами собственных нужд ТСЗ-250/10). 4) В программном комплексе RastrWin выполнены расчеты нормальных и аварийных режимов для минимума и максимума нагрузки. Выявлено, что в аварийном режиме максимума напряжения снижаются ниже допустимых, а загрузка трансформатора превышает допустимую. Предложены мероприятия по восстановлению допустимых параметров режима: регулирование РПН и при необходимости разгрузка действием АОПО (2 МВт). 5) Рассчитаны токи короткого замыкания на сторонах 110, 10 и 0,4 кВ аналитически и в среде RastrWin3 (погрешность не более 3%). 6) Выбраны и проверены: элегазовые выключатели 110 кВ, разъединители, трансформаторы тока и напряжения; ячейки КРУ-10 кВ с вакуумными выключателями; гибкие шины 110 кВ (АС-120/19); жесткие шины 10 кВ коробчатого сечения; силовые кабели потребителей 10 кВ сечением 240 мм². Результаты работы могут быть использованы при реальном проектировании подстанций 110/10 кВ в распределительных электрических сетях.

The subject of the design is a 110/10 kV transformer substation intended for power supply to consumers in the Leningrad region with a specified load capacity of 30–50 MW. The aim of the work is to develop a set of technical solutions ensuring reliable, high-quality, and economically feasible power supply to consumers. The following tasks were solved in the course of the work: 1) A two-transformer structural scheme is justified; TDN-40000/110 power transformers are selected. 2) The number and type of transmission lines are selected (double-circuit overhead line with AC-240/32 conductor), and a technical and economic comparison with cable design is performed. 3) The main electrical diagram is developed: 110 kV outdoor switchgear (two transformer‑line blocks with a non‑automatic jumper), 10 kV indoor switchgear (single sectionalized busbar system), 0.4 kV switchgear (with two auxiliary transformers TSZ‑250/10). 4) Normal and emergency load flow calculations for minimum and maximum load are performed using the RastrWin software package. It is revealed that in the emergency mode at maximum load, voltages drop below permissible levels and transformer loading exceeds the allowable value. Measures to restore permissible operating parameters are proposed: on-load tap-changer regulation and, if necessary, load shedding by automatic overload protection (2 MW). 5) Short‑circuit currents on the 110, 10 and 0.4 kV sides are calculated both analytically and using the RastrWin3 software (error not exceeding 3%). 6) The following equipment is selected and verified: 110 kV SF6 circuit breakers, disconnectors, current and voltage transformers; 10 kV switchgear cells with vacuum circuit breakers; 110 kV flexible busbars (AC‑120/19); 10 kV rigid box‑section busbars; 10 kV power cables for consumers with a cross‑section of 240 mm². The results of the work can be used in the actual design of 110/10 kV substations in distribution electric networks.