3tom187

5. ELEKTROENERGETYKA PRZEMYSŁOWA 376

Metoda obliczeniowa wyznaczenia liczby i lokalizacji stacji transformatorowych

Przedstawiona metoda ma zastosowanie do projektowania sieci promieniowej dwupoziomowej. Poziom górny stanowią bloki linia-transformator SN/nn zasilane z głównej stacji transformatorowej GST, natomiast poziom dolny stanowi sieć nn odchodząca ze stacji transformatorowych ST i zasilająca bezpośrednio poszczególne rozdzielnice nn lub odbiory. Celem jest znalezienie rozwiązania o najmniejszej sumie kosztów rocznych sieci SN, stacji SN/nn i sieci nn.

Metoda umożliwia również minimalizację nakładów inwestycyjnych.

Koszty wszystkich możliwych elementów układu sieci zestawia się w' dwie macierze:

— macierz kosztów (lub ograniczeń dolnych kosztów) bloków linia-transformator wraz z urządzeniami i budynkami,

— macierz kosztów linii nn ze wszystkich możliwych lokalizacji stacji do wszystkich odbiorów; liczba możliwych lokalizacji stacji jest określona.

Istota metody polega na tym, że w pierwszej kolejności zakłada się tylko jedną stację transformatorową SN/nn i szuka się, która z możliwych lokalizacji ST jest optymalna. W tym celu oblicza się dla każdej lokalizacji ST koszt stacji i linii łączących ją z GST i z odbiorami. Wybiera się lokalizację, dla której ten koszt jest najmniejszy.

Następnie oblicza się koszt wszystkich możliwych rozwiązań z dwoma ST po założeniu, że jedną z tych stacji będzie ST poprzednio wyznaczona. Jeżeli najtańsze spośród rozwiązań z dwoma ST jest tańsze niż rozwiązanie z jedną ST, to bada się celowość dodania do układu trzeciej ST. W przeciwnym razie rozwiązanie zjedna ST jest szukanym rozwiązaniem zadania.

W kolejnych etapach obliczeń, do stacji poprzednio włączonych do układu sieci włącza się sukcesywnie dalsze ST. Procedurę tę kończy się wówczas, gdy zwiększenie liczby ST w sieci powoduje wzrost kosztu sieci. Jeżeli w tak wyznaczonym rozwiązaniu sieci jest więcej niż jedna ST, to pierwsza wybrana stacja umieszczona centralnie może nie być lokalizacją optymalną. W celu uzyskania lepszego rozwiązania, eliminuje się tę stację z układu i kontynuuje obliczenia. Przykład lokalizacji stacji podano w literaturze [5.15].

5.8. Ograniczanie prądu zwarciowego w sieciach przemysłowych

W tym celu stosuje się następujące sposoby:

— kształtowanie schematu sieci,

— wprowadzanie dodatkowych impedancji do sieci,

— szybkie odłączanie zwartego elementu.

Z podanych sposobów zaleca się stosować najbardziej ekonomiczny.

Kształtowanie schematu sieci polega na:

— sekcjonowaniu połączeń równoległych;

— podziale sieci, np. podział układów pędowych dwustronnie zasilanych;

— rozcinaniu sieci wielostronnie zasilanych w rozdzielnicach z liczbą systemów szyn zbiorczych większą niż jeden;

— stosowaniu transformatorów z dzielonymi uzwojeniami.

Transformatory z dzielonymi uzwojeniami są transformatorami trójuzwojeniowymi o dwóch jednakowych uzwojeniach dolnego napięcia DN i z jednym uzwojeniem górnego napięcia GN (rys. 5.39).

Rys. 5.39. Transformator z uzwojeniami dzielonymi: a) schemat transformatora; b, c) schematy impedancji w układzie trójkąta i gwiazdy

Reaktancję transformatorów	z dzielonymi uzwojeniami oblicza się z następujących
wzorów:
_v ^UkOD ⁰⁰ ~ 100S_V	(5.39)
_v ^ukDD Us ^DD~ 100S._V	(5.40)
x_c = X_CD ——X_DD	(5.41)
Xo = \x_DD	(5.42)

w których: u_kGD — procentowe napięcie zwarcia dla pary uzwojeń górnego i dolnego napięcia, %; u_kDD — procentowe napięcie zwarcia dla uzwojeń dolnego napięcia, %; U_N — napięcie znamionowe, kV; S_N — moc znamionowa, w stosunku do której określono wartość napięcia zwarcia, MV-A.

Dla polskich transformatorów u_kCD = 18% i u_kDD — 34%.

Wprowadzenie dodatkowych impedancji do sieci oznacza stosowanie dławików prze-ciwzwarciowych lub transformatorów o podwyższonym napięciu zwarcia.

Dławiki przeciwzwarciowe mają następujące dane znamionowe:

— napięcie znamionowe U_N: 6 kV, 15 kV;

— prąd znamionowy /„: 100 A, 160 A, 250 A, 400 A, 630 A, 1000 A;

— moc przechodnią, wyrażoną w MV - A, S_p — _v/3 U_NI_N • 10~³;

— reaktancję procentową 4%, 6%, 8%, 10%, 15%;

— prąd szczytowy znamionowy i_Nm;

— wytrzymałość cieplną jednosekundową /_lhl.

Dobór dławików polega na określeniu wartości U_s, I_s, i_Sm, które powinny być większe niż wartości — odpowiednio — napięcia znamionowego sieci oraz prądu obciążenia długotrwałego i prądu udarowego występujących w miejscu zainstalowania dławika. Wytrzymałość cieplną w czasie zwarcia sprawdza się jak dla innych urządzeń.

Reaktancję znamionową dławika dobiera się zarówno do wymagań zmniejszenia mocy zwarciowej, jak i wymaganej wartości napięcia na szynach przy zwarciu za dławikiem. Jeżeli napięcie znamionowe dławika U_N jest równe napięciu znamionowemu sieci U, to reaktancja znamionowa względna, wyrażona w procentach, jest określona wzorem

*«% = U y/3I_K uj~ - -M 100 (5.43)

\-Ji2 ^*1/

w którym: S*, — moc zwarciowa na szynach przed dławikiem (od strony zasilania), S_a — wymagana (ograniczona) moc zwarciowa za dławikiem.