Оценка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов из условия встречного регулирования напряжения

Основная цель регулирования напряжения в распределительных сетях заключается в обеспечении допустимых отклонений напряжения у электроприемников. Сущность регулирования напряжения с помощью трансформаторов заключается в том, что при необходимости изменения напряжения на вторичной стороне трансформатора изменяют его коэффициент трансформации. С этой целью на обмотке ВН трансформаторов выполняют устройства РПН, а трёхобмоточные трансформаторы кроме того имеют регулировочные ответвления без РПН (с ПБВ) со стороны СН.

Таблица 9.1−Напряжение ответвлений трансформаторов, при U_{ном в} = 115 кВ

№	Добавка к ответвлению	Напряжение ответвления, кВ
	+16,02%	133,42
	+14,24%	131,38
	+12,46%	129,33
	+10,68%	127,28
	+8,9%	125,24
	+7,12%	123,19
	+5,34%	121,14
	+3,56%	119,09
	+1,78%	117,05
	0%
	-1,78%	112,95
	-3,56%	110,91
	-5,34%	108,86
	-7,12%	106,81
	-8,9%	104,77
Продолжение таблицы 9.1
№	Добавка к ответвлению	Напряжение ответвления, кВ
	-10,68%	102,72
	-12,46%	100,67
	-14,24%	98,62
	-16,02%	96,58

Таблица 9.2 − Ответвления на средней стороне трёхобмоточного трансформатора (U_{ном с} = 38,5 кВ)

№	Добавка к ответвлению	Напряжение ответвления, кВ
	+5%	40,43
	+2,5%	39,46
	0%	38,5
	-2,5%	37,54
	-5%	36,58

Задаёмся желаемыми напряжениями на шинах низшего напряжения в режимах наибольших и наименьших нагрузок, а также в послеаварийных режимах.

U_ж.нб = 1,05∙U_ном; U_ж.нм = 1,0∙U_ном; U_ж.па = 1,05∙U_ном.

Рассмотрим методику выбора ответвлений для двухобмоточного трансформатора [1]:

. (9.1)

Отсюда получаем, что

. (9.2)

Аналогичным образом находятся расчетные напряжения для других режимов:

; (9.3)

. (9.4)

По найденным расчетным напряжениям ответвлений выбираем стандартные напряжения ответвлений (U_вн.д.нб, U_вн.д.нм, U_вн.д.па) из таблицы 9.1.

Тогда действительные напряжения на шинах НН могут быть найдены по формулам:

; (9.5)

; (9.6)

. (9.7)

где n_т.д.нб – действительный коэффициент трансформации, соответствующий выбранному ответвлению в режиме наибольших нагрузок.

Приведем расчёт выбора ответвлений для пятого расчётного года для двухобмоточного трансформатора ТДН-16000/110 в узле 2.

После расчета в программе RASTR получили следующие значения напряжения на стороне НН при разных режимах:

Приведем их к стороне ВН:

Определим расчетные напряжения:

По таблице 9.1 выбираем стандартные напряжения ответвлений:

И находим действительные напряжения на шинах НН:

Таким образом расчёт ведётся и для всех двухобмоточных трансформаторов (в узлах 3, 5, 6). В узле 4,8 регулирование не производим, так как на низшей стороне подключены генераторы, которые могут автоматически регулировать напряжение (изменение ЭДС генератора).

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу, который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов.

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение, т. к. в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует, а есть только устройство с ПБВ, т. е. может быть выбрано только одно ответвление. Учитывая, что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше длительности нормальных режимов, ориентироваться будем только на нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок.

Желаемое напряжения ответвления найдем, приравнивая коэффициенты трансформации, выраженные через параметры трансформатора и параметры режима:

. (9.8)

Отсюда желаемое напряжение ответвления СН:

(9.9)

По этому значению напряжения найдем действительное напряжения (U_сн.д) ответвления в соответствии с таблицей 9.2.

Тогда действительные напряжения на шинах СН в соответствующих режимах будут равны:

; (9.10)

; (9.11)

. (9.12)

Произведем расчет выбора ответвлений для трехобмоточного трансформатора ТДТН-40000/110 в узле 3.

После электрического расчета в программе RASTR получили следующие значения напряжений на стороне НН:

Приведем их к стороне ВН:

Определим расчетные напряжения:

По таблице 9.1 выбираем стандартные напряжения ответвлений:

И находим действительные напряжения на шинах НН:

После электрического расчета в RASTR получили следующие значении напряжения на стороне СН для различных режимов:

Приведем их к стороне ВН:

Желаемое напряжение ответвления СН:

По таблице 9.2 определяем действительное значение напряжения ответвления:

Тогда действительные напряжения на шинах СН:

Таблица 9.3 − Выбор ответвлений для каждого трансформатора схемы

№ под- станции	Номинальное напряжение на шинах, кВ	Желаемое напряжение на шинах, кВ	Расчётное напряжение ответвления, кВ	Стандартное ответвление	Действительное напряжение на шинах, кВ
кВ	%
Режим наибольших нагрузок
		10,5	118,72	119,09	+2х1,78	10,47
		10,5	121,79	121,14	+3х1,78	10,56
	36,75	39,752	39,46	+1х2,5	37,55
		10,5	120,26	119,09	+2х1,78	10,6
		10,5	113,91	112,95	-1х1,78	10,59
		10,5	123,21	123,19	+4х1,78	10,5
Продолжение таблицы 9.3
№ под- станции	Номинальное напряжение на шинах, кВ	Желаемое напряжение на шинах, кВ	Расчётное напряжение ответвления, кВ	Стандартное ответвление	Действительное напряжение на шинах, кВ
кВ	%
Режим наименьших нагрузок
			129,15	129,33	+7х1,78	9,99
			127,31	129,33	+7х1,78	10,56
		39,752	39,46	+1х2,5	35,5
			128,455	129,33	+7х1,78	10,6
			123,17	123,19	+4х1,78	10,59
			128,23	129,33	+7х1,78	9,92
Послеаварийный режим (отключена линия 1-5)
		10,5	117,63	117,05	+1х1,78	10,47
		10,5	121,04	121,14	+3х1,78	10,56
	36,75	39,752	39,46	+1х2,5	37,3
		10,5	118,83	119,09	+1х1,78	10,6
		10,5	113,69	112,95	-1х1,78	10,59
		10,5	122,01	123,19	+4х1,78	10,5

Электрические расчёты и расчёты по выбору ответвлений трансформаторов оформим в виде режимной схемы с нанесёнными на неё потоками мощности, значениями напряжения, нагрузок и генерации в узлах, выбранными ответвлениями трансформаторов в нормальных и послеаварийном режимах (Лист 2 графического материала).

Рис.9.1. Режим наибольших нагрузок

Рис.9.2. Режим наименьших нагрузок

Рис.9.3. Послеаварийный режим при отключении линии 1-5

По результатам расчёта в данном пункте можно сделать вывод, что диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110 кВ во всех трансформаторах позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения. На шинах 35 кВ, так же как и на шинах 10 кВ, режим напряжений соответствует встречному регулированию, что благоприятно отразится на режиме напряжений в сети 35кВ.