Выбор ответвлений трансформаторов и других средств регулирования напряжения

Здесь решается задача обеспечить у потребителей отклонения напряжения, соответствующие ГОСТ-13109-87. При этом в соответствии с [5, с.16] на шинах подстанций напряжением 6-20 кВ, к которым присоединены распределительные сети, напряжение в период максимальных нагрузок должно быть не ниже 105% номинального сети, а в период наименьших нагрузок – равно номинальному.

В связи с вышеизложенным в проекте напряжение на низшей стороне подстанций 1-4 в режиме максимальных нагрузок должно быть не меньше 105% номинального, в режиме минимальных нагрузок – 100%, в послеаварийном режиме целесообразно 100%, но не ниже 95% номинального. На шинах до 1 кВ потребителей 5 и 6 во всех режимах отклонения напряжения не должны выходить за пределы ±5% от номинального.

В двух- и трёхобмоточных трансформаторах устройства РПН выполнены в обмотках высшего напряжения, а в автотрансформаторах- в линейном выводе обмотки среднего напряжения. Эти особенности следует учитывать при выборе ответвлений в них.

Приведём выбор ответвлений трансформаторов для режима максимальных нагрузок и режима минимальных нагрузок.

По условиям встречного регулирования примем|:

U_1ж.нб = 1,05×U_н = 10,5 кВ.

U_1ж.нм = U_н = 10 кВ.

Тогда согласно [3] для трехобмоточного трансформатора, установленного на подстанции №1:

U_0нб. = U_1нб. - =

= 112,74 кВ;

U _с.нб. = U_0нб. - =

= 112,7 кВ;

U _н.нб. = U_0нб. - =

= 111,54 кВ;

U_0нм. = U_1нм. - =

= 105,28 кВ;

U _с.нм. = U_0нм. - =

= 105,25 кВ;

U _н.нм. = U_0нм. - =

= 104,56 кВ;

Далее рассчитываем напряжение ответвления со стороны высшего напряжения, которое обеспечивает необходимое желаемое напряжение на шинах НН:

U_{отв.вн.нб} = (7.1)

U_{отв.вн.нм} = (7.2)

U_{отв.вн.нб} = =116,85 кВ;

U_{отв.вн.нм} = =115,02 кВ;

Выбираем ближайшее стандартное ответвление для режима максимальных нагрузок:

U_{отв.ст.вн.нб}=(100%+1∙1,78%)∙115=117,05 кВ;

Выбираем ближайшее стандартное ответвление для режима минимальных нагрузок:

U_{отв.ст.вн.нм}=Uв.ном=115 кВ;

Действительные напряжения на шинах НН трехобмоточного трансформамтора:

U_н.д.нб = (7.3)

U_н.д.нм = (7.4)

Для режима максимальных нагрузок:

U_н.д.нб = 10,482 кВ;

Для режима минимальных нагрузок:

U_н.д.нм = 10 кВ;

Определяем ответвление со стороны обмотки СН, где установлено ПБВ:

Uотв.сн= (7.5)

Принимаем Uс.ж=1,1∙Uном=1,1∙35=38,5 кВ, тогда:

Uотв.сн= 40,99 кВ;

Принимаем ПБВ с пределами регулирования ±2∙2,5%.

Тогда Uотв.ст.сн=(100%+2∙2,5%)∙38,5=40,43 кВ;

Действительные напряжения на шинах СН трехобмоточного трансформамтора:

Uс.д.нб= (7.6)

Uс.д.нм= (7.7)

Uс.д.нб= 38,93 кВ;

Uс.д.нм= 37 кВ;

Определяем напряжения в режимах максимальных и минимальных нагрузок для подстанции №2:

U_2нб. = U_с.д.нб. - (7.8)

U_2нм. = U_с.д.нм. - (7.9)

U_2нб. = 38,93 - 36,35 кВ;

U_2нм. =37 - 35,5 кВ;

Потеря напряжения в трансформаторах, установленных на подстанции№2

U _2нб.= U_2нб.- (7.10)

U _2нм.= U_2нм.- (7.11)

U _2нб.= 36,35 - 35,66 кВ;

U _2нм.= 35,5 - 35,1 кВ;

Далее рассчитываем напряжение ответвления со стороны высшего напряжения, которое обеспечивает необходимое желаемое напряжение на шинах НН:

U_отв.нб = (7.12)

U_отв.нм = (7.13)

U_отв.нб = =35,66 кВ;

U_отв.нм = =36,855 кВ;

Выбираем ближайшее стандартное ответвление для режима максимальных нагрузок:

U_{отв.ст.нб}=(100%-3∙1,3%)∙36,75=35,32 кВ;

Выбираем ближайшее стандартное ответвление для режима минимальных нагрузок:

U_{отв.ст.нм}=Uв.ном=36,75 кВ;

Действительные напряжения на шинах НН трансформамторов:

U_2д.нб = (7.14)

U_2д.нм = (7.15)

Для режима максимальных нагрузок:

U_2д.нб = 10,6 кВ;

Для режима минимальных нагрузок:

U_2д.нм = 10,03 кВ;

Определяем напряжения в режимах максимальных и минимальных нагрузок для подстанций №5 и №6:

U_5нб. = U_2д.нб. -

U_5нм. = U_2д.нм. -

U_5нб. = 10,6 - 10,33 кВ;

U_5нм. = 10,03 - 9,88 кВ;

U_6нб. = U_2д.нб. -

U_6нм. = U_2д.нм. -

U_6нб. = 10,6 - 10,07 кВ;

U_6нм. = 10,03 - 9,72 кВ;

Потери напряжения в трансформаторах, установленных на подстанциях №5 и №6:

U _5нб.= 10,33 - 10,17 кВ;

U _5нм.= 9,88 - 9,79 кВ;

U _6нб.= 10,07 - 9,86 кВ;

U _6нм.= 9,72 - 9,6 кВ

Трансформаторы на подстанциях 5 и 6 без устройства РПН, поэтому, выбираем общее ответвление для режимов максимальных и минимальных нагрузок по формуле:

(7.16)

Желаемое напряжение в узлах 5,6 - 0,4 кВ.

Пределы регулирования трансформаторов ±2´2,5%.

= =9,98 кВ;

= = 9,73 кВ.

Стандартные регулировочные ответвления

U_{отв ст 5} = 10 кВ;

U_{отв ст 6} = 9,75 кВ. -1∙2,5%

Дейсвительные напряжения в узлах 5,6

U_{д нб 5} = =0,41 кВ;

U_{д нм 5} = = 0,39 кВ;

U_{д нб 6} = = 0,4 кВ;

U_{д нм 6} = = 0,39 кВ.

Напряжения на стороне НН, приведённые к обмотке ВН, на подстанциях №3 и №4:

U_3нб. = 114,36 - 110,02 кВ;

U_3нм. = 106,2 - =103,77 кВ;

U_4нб. = 114,35 - 110,8 кВ;

U_4нм. =106,17 - 104,11 кВ;

Расчетные ответвления трансформаторов:

U_{отв.3нб.} = = 110,02 кВ;

U_{отв.3нм.} = = 108,96 кВ;

U_{отв.4нб.} = = 110,8 кВ;

U_{отв.4нм.} = = 109,32 кВ;

Устройство регулирования напряжения трансформартора имеет пределы ±9´1,78%.

Выбираем ближайшие стандартные ответвления:

U_{отв. ст.3нб.} = 108,859 кВ; -3´1,78%.

U_{отв. ст.3нм.} = 108,859 кВ; -3´1,78%.

U_{отв. ст.4нб.} = 110,906 кВ; -2´1,78%.

U_{отв. ст.4нм.} = 108,859 кВ; -3´1,78%.

Действительные напряжения на шинах низшего напряжения подстанций:

U_д3нб. = = 10,61 кВ;

U_д3нм. = = 10,01 кВ;

U_д4нб. = = 10,49 кВ;

U_д4нм. = = 10,04 кВ;

Результаты расчетов для каждого режима сведем в таблицу.

Таблица 7.1

Выбор ответвлений трансформаторов для режима максимальных нагрузок

Определяемый показатель	Номер подстанции
Напряжение на стороне ВН, кВ.	115,62	36,35	114,36	114,35	10,33	10,07
Падение напряжения в трансформаторе, кВ	4,08	0,69	4,34	3,55	0,16	0,21
Напряжение на стороне НН, приведенное к обмотке ВН, кВ	111,54	35,66	110,02	110,8	10,17	9,86
Требуемое напряжение на стороне НН, кВ	10,5	10,5	10,5	10,5	0,4	0,4
Расчетное напряжение регулировочного ответвления, кВ	116,85	35,66	110,02	110,8	9,98	9,73
Выбранное ответвление, ±nxdU%	+1´1,78	-3´1,3	-3´1,78	-2´1,78		-1´2,5
Действительное напряжение на стороне НН, кВ	10,482	10,6	10,61	10,49	0,41	0,4

Таблица 7.2

Выбор ответвлений трансформаторов для режима минимальных нагрузок

Определяемый показатель	Номер подстанции
Напряжение на стороне ВН, кВ.	106,94	35,5	106,2	106,17	9,88	9,72
Падение напряжения в трансформаторе, кВ	2,38	0,4	2,43	2,06	0,09	0,12
Напряжение на стороне НН, приведенное к обмотке ВН, кВ	104,56	35,1	103,77	104,11	9,79	9,6
Требуемое напряжение на стороне НН, кВ					0,39	0,39
Расчетное напряжение регулировочного ответвления, кВ	115,02	36,855	108,96	109,32	9,98	9,73
Выбранное ответвление, ±nxdU%			-3´1,78	-3´1,78		-1´2,5
Действительное напряжение на стороне НН, кВ		10,03	10,01	10,04	0,39	0,39

Для послеаварийного режима расчет ответвлений трансформаторов будет выполняться по такой же методике, поэтому подробно его описывать не будем и основные расчетные данные сведем в таблицу 7.3.

Таблица 7.3

Выбор ответвлений трансформаторов для послеаварийного режима

Определяемый показатель	Номер подстанции
Напряжение на стороне ВН, кВ.	109,28	34,75	107,94	107,94	9,72	9,46
Падение напряжения в трансформаторе, кВ	4,32	0,69	4,6	3,76	0,16	0,21
Напряжение на стороне НН, приведенное к обмотке ВН, кВ	104,96	34,06	103,34	104,18	9,56	9,25
Требуемое напряжение на стороне НН, кВ					0,38	0,38
Расчетное напряжение регулировочного ответвления, кВ	115,456	35,763	108,51	109,389	-	-
Выбранное ответвление, ±nxdU%		-2´1,3	-3´1,78	-3´1,78		-1´2,5
Действительное напряжение на стороне НН, кВ	10,04	9,99	9,97	10,05	0,38	0,38