Выбор ответвлений двухобмоточного трансформатора

В соответствии с методом встречного регулирования напряжения на шинах 6 – 10 кВ районных подстанций меняется в зависимости от режима нагрузки. Добавка (V %) к номинальному напряжению питаемой сети составляет:

· + 5 % при максимальной нагрузке в нормальном режиме работы сети;

· 0 % при минимальной нагрузке, которая не превышает 30 % от максимальной нагрузки;

· 0 – 5 % в послеаварийном режиме в период максимальной нагрузки.

Если минимальная нагрузка превышает 30 % максимальной, то добавку к напряжению можно рассчитать по формуле

или определить из следующего графика (рис. 19.1).

Желаемый уровень напряжения на шинах 6 – 10 кВ районных под-станций в зависимости от режима нагрузки рассчитывается по форму-ле:

При отсутствии регулирования фактическое напряжение на шинах 6 – 10 кВ подстанций определяется с учетом номинального коэффици-ента трансформации:

где напряжение на шинах низшего напряжения подстанции, приведенное к напряжению высокой стороны. Определяется при расчете режима сети. Подробный расчет этого напряжения был приведен в лекции 9 в пункте “Расчет сетей разных номинальных напряжений”;

соответственно высшее и низшее номинальные напряжения обмоток трансформатора.

При установке устройства РПН в нейтрали обмотки высшего напряжения коэффициент трансформации трансформатора можно записать следующим образом:

.

Тогда желаемое напряжение на шинах низшего напряжения подстанций при его регулировании может быть рассчитано по формуле:

Из этого выражения можно определить необходимое напряжение ответвления устройства РПН:

Далее расчет выполняется в следующем порядке:

1. Рассчитывается напряжение ступени регулирования (в кВ)

где ступень регулирования устройства РПН. Принимается по паспортным данным трансформатора.

2. Рассчитывается необходимый номер ответвления

3. Принимается ближайший номер стандартного ответвления

4. Рассчитывается напряжение принятого стандартного ответвления

5. Определяется фактическое напряжение на шинах низшего напряжения трансформатора

Расчет выполнен правильно, если выполняется условие

(19.1)

Если устройство РПН установлено на стороне низшего напряжения трансформатора, то его коэффициент трансформации равен:

а желаемое напряжение на шинах низшего напряжения подстанций при его регулировании может быть рассчитано по формуле:

Необходимое напряжение ответвления устройства РПН в этом случае равно:

Далее все расчеты выполняются по пунктам 1 – 4 по низшему номинальному напряжению трансформатора . Фактическое напряжение на шинах низшего напряжения подстанции будет равно

Проверка правильности расчетов выполняется по формуле (19.1).

Выбор ответвлений трехобмоточного трансформатора и

автотрансформатора

У трехобмоточного трансформатора для регулирования напряжения имеются два устройства:

· устройство РПН для регулирования напряжения на низшей стороне. Установлено в нейтрали высшей обмотки;

· устройство ПБВ (переключение без возбуждения) для регулирования напряжения на стороне среднего напряжения. Установлено в обмотке среднего напряжения.

В результате расчета режима работы сети определяются значения напряжений на шинах низшего и среднего напряжений приведенные к напряжению обмотки высшего напряжения. Расчет режима выполняется при заданном напряжении на источнике питания. Фрагмент, касающийся расчета трансформатора, приведен ниже. Упрощенная схема замещения трансформатора приведена на рис. 19.2. Количество трансформаторов подстанции учитывается при расчете сопротивлений обмоток эквивалентного трансформатора.

По мощностям в конце обмоток низшего и среднего напряжений

рассчитываются потери мощности в этих обмотках:

Мощности в начале обмоток низшего и среднего напряжения будут равны:

Мощность в конце обмотки высшего напряжения определяется по I закону Кирхгофа

Определяются потери мощности в обмотке высшего напряжения

и вычисляется мощность в ее начале:

По напряжению и мощности в начале обмотки среднего напряжения рассчитываются составляющие падения напряжения в обмотке среднего напряжения:

· продольная

· и при напряжении 220 кВ и выше поперечная

.

Определяется напряжение в нулевой точке

.

Аналогично рассчитываются составляющие падения напряжения в обмотках низшего и среднего напряжений:

Рассчитываются напряжения на стороне низшего и среднего напряжений, приведенные к напряжению обмотки высшего напряжения:

При регулировании напряжения сначала рассчитывается устройство РПН. Расчет выполняется аналогично расчету устройства РПН двухобмоточного трансформатора при установке устройства в нейтрали. В результате расчета определяется напряжение ответвления обмотки высшего напряжения . Далее выполняется расчет ответвлений устройства ПБВ.

При коэффициенте трансформации между обмотками высшего и среднего напряжений равным

желаемое напряжение на шинах среднего напряжения будет равно

Из этого выражения найдем искомую величину – напряжение ответвления устройства ПБВ:

Величина желаемого напряжения в сети среднего напряжения выбирается независимо от режима нагрузки. Для снижения потерь мощности и электроэнергии в элементах сети целесообразно в любом режиме нагрузок поддерживать максимально допустимый уровень напряжения. Его величина определяется величиной номинального напряжения оборудования (в основном трансформаторами), которое установлено в сети среднего напряжения. Согласно ПУЭ на обмотки высшего напряжения трансформаторов допустимо длительно подавать напряжение на 5 % выше их номинальных напряжений. Так как трансформаторы, которые питаются от сети среднего напряжения, имеют разную величину номинального напряжения, то величина желаемого напряжения в сети среднего напряжения рассчитывается следующим образом:

.

Далее расчет выполняется по пунктам 1 – 4 с учетом количества ступеней регулирования и величины ступени регулирования устройства ПБВ. Расчет ведется по номинальному напряжению обмотки среднего напряжения трансформатора . Фактическое напряжение на шинах низшего напряжения подстанции определяется как и при расчете устройства РПН, когда оно установлено на обмотке низшего напряжения:

У автотрансформатора для регулирования напряжения имеется устройство РПН, установленное в линейном конце обмотки среднего напряжения. Регулируется напряжение только на средней стороне. Расчет выполняется аналогично расчету устройства ПБВ трехобмоточного трансформатора. Поскольку обмотка высшего напряжения автотрансформатора нерегулируема, то на ней есть только одно ответвление. Оно соответствует номинальному напряжению высшей обмотки . Поэтому напряжение ответвления устройства РПН автотрансформатора рассчитывается так:

Остальные расчеты выполняются, как для устройства ПБВ трехобмоточного трансформатора.

Лекция № 20

Методы регулирования напряжения.

Устройства регулирования напряжения (продолжение)

План.

3. Регулирование напряжения при помощи линейных регуляторов.

4. Регулирование напряжения при помощи устройств продольной компенсации.

5. Регулирование напряжения при помощи устройств поперечной компенсации.