Расчет регулировочных ответвлений РПН силовых трансформаторов

Устройство РПН позволяет регулировать коэффициент трансформации под нагрузкой за счет изменения числа витков обмотки высшего напряжения у двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов и обмотки среднего напряжения у автотрансформаторов. С учетом этого коэффициенты трансформации определяются по следующим выражениям:

– двухобмоточные трансформаторы

; (3.1)

– трехобмоточные трансформаторы

, (3.2)

; (3.3)

– автотрансформаторы

, (3.4)

где n_рег – регулировочное ответвление, равное отношению добавки числа витков в обмотке, где установлено РПН, к номинальному числу витков в этой обмотке, взятому с обратным знаком (при уменьшении числа витков регулировочное ответвление считается положительным).

Расчет регулировочных ответвлений двухобмоточных трансформаторов (рис. 2.4) производится в следующем порядке:

1. Определяется желаемый коэффициент трансформации по формуле

, (3.5)

где – напряжение на низкой стороне, приведенное к высокой стороне; – желаемое напряжение на низкой стороне, в качестве которого выберем верхнюю границу допустимого диапазона;

2. Вычисляется желаемое регулировочное ответвление и номер отпайки РПН:

, (3.6)

, (3.7)

где DU_рег – шаг регулирования напряжения, о.е.;

3. Номер отпайки n_отп округляется до ближайшего меньшего целого числа (если в качестве желаемого напряжения выбрана верхняя граница допустимого диапазона), попадающего в пределы регулирования;

4. Рассчитываются фактические значения регулировочного ответвления, коэффициента трансформации и напряжения на низкой стороне:

, (3.8)

, (3.9)

. (3.10)

Если все сделано правильно и диапазон регулирования напряжения достаточен, то величина U_н должна попасть в допустимые пределы.

У трехобмоточных трансформаторов напряжение регулируется одновременно на средней и низкой сторонах, поэтому расчет ответвлений может производиться относительно одной из этих сторон. Поддержание напряжения на средней стороне в указанных выше пределах является желательным, но не строго обязательным (за исключением верхней границы), так как перед нагрузкой имеется еще одна трансформация с РПН. В связи с этим рассмотрим регулирование напряжения относительно низкой стороны.

Порядок расчета ответвлений трехобмоточных трансформаторов (рис. 3.1):

1. Определяется желаемый коэффициент трансформации с высокого напряжения на низкое, желаемое регулировочное ответвление и номер отпайки, который затем округляется таким же образом, как у двухобмоточных трансформаторов:

, , ;

2. Рассчитывается фактическое регулировочное ответвление, фактические коэффициенты трансформации и фактические напряжения на низкой и средней сторонах:

, , ,

, .

Рис. 3.1. Схема замещения к расчету регулировочных ответвлений трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов

Автотрансформаторы позволяют регулировать напряжение только на средней стороне. Порядок расчета ответвлений следующий (рис. 3.1):

; ;

(в данном случае, если в качестве желаемого напряжения выбрана верхняя граница допустимого диапазона, то номер отпайки n_отп округляется до ближайшего большего целого числа);

; ; .

Диапазон регулирования РПН силовых трансформаторов может оказаться недостаточным для поддержания всех напряжений на допустимом уровне. В этом случае применяются линейные регуляторы или вольтодобавочные трансформаторы, которые предназначены для дополнительного регулирования напряжения (рис. 3.2).

Рис. 3.2.Линейный регулятор

Напряжение после линейного регулятора связано с напряжением на низкой стороне силового трансформатора U_н соотношением

, (3.11)

где E_лр – ЭДС линейного регулятора.

Следовательно, желаемое регулировочное ответвление определяется по формуле

, (3.12)

где – желаемое напряжение.

После этого по формуле (3.7) вычисляется номер отпайки, который округляется до ближайшего меньшего целого числа, если в качестве желаемого напряжения выбрана верхняя граница допустимого диапазона. Затем по формуле (3.8) рассчитывается фактическое регулировочное ответвление. Фактическое напряжение после линейного регулятора равно

.

После расчета регулировочных ответвлений следует пересчитать изменившиеся напряжения в электрической сети.

Задачи

Задача 1

Рассчитать регулировочное ответвление трехобмоточного трансформатора ТДТН-40000/220 для режима максимальных нагрузок, если при номинальных коэффициентах трансформации напряжения на средней и низкой сторонах соответственно равны 36,3 и 10,3 кВ. Номинальные напряжения обмоток U_в,ном = 230 кВ, U_с,ном = 38,5 кВ, U_н,ном = 11 кВ. Диапазон регулирования ±12×1%. Регулирование осуществляется относительно стороны низкого напряжения.

Задача 2

Рассчитать регулировочное ответвление трансформатора с расщепленной обмоткой ТРДЦН-63000/110 для режима максимальных нагрузок, если при нулевом регулировочном ответвлении напряжения на низких сторонах равны 10,1 и 10,3 кВ. Номинальные напряжения обмоток U_в,ном = 115 кВ, U_н,ном1 = U_н,ном2 = 10,5 кВ. Диапазон регулирования ±9×1,78%.

Задача 3

Рассчитать регулировочные ответвления автотрансформатора АТДЦТН-250000/220 для режимов максимальных и минимальных нагрузок, если при нулевом регулировочном ответвлении в режиме максимальных нагрузок напряжение на средней стороне равно 112 кВ, а в режиме минимальных нагрузок – 116 кВ. Номинальные напряжения обмоток U_в,ном = 230 кВ, U_с,ном = 121 кВ, U_н,ном = 11 кВ. Диапазон регулирования ±6×2%.

Задача 4

Рассчитать регулировочное ответвление линейного регулятора ЛТДН-16000/10, включенного в начале линии, для режима максимальных нагрузок, если при отсутствии регулятора напряжение в начале линии равно 9,7 кВ. Диапазон регулирования ±10×1,5%.

Задача 5

Рассчитать регулировочное ответвление трансформатора ТМ-1000/10 по условию обеспечения требований ГОСТ 13109-97 к отклонениям напряжения у электроприемников. При нулевом регулировочном ответвлении напряжение на низкой стороне подстанции равно 370 В. Номинальное напряжение электроприемников U_ном = 380 В. Потеря напряжения от подстанции до ближайшего электроприемника равна нулю, а до наиболее удаленного электроприемника – 4% от U_ном. Номинальные напряжения обмоток трансформатора U_в,ном = 10 кВ, U_н,ном = 0,4 кВ. Диапазон регулирования ±2×2,5%.

Задача 6

Выбрать мощность БСК для регулирования напряжения таким образом, чтобы напряжение на низкой стороне подстанции U составляло примерно 1,05U_ном, где U_ном = 380 В, если при отсутствии БСК U = 390 В. Суммарное сопротивление линии и трансформатора Z = 1,6 + j3,35 Ом. Нагрузка потребителя кВА. Трансформатор работает при нулевом регулировочном ответвлении. Номинальные напряжения обмоток U_в,ном = 10 кВ, U_н,ном = 0,4 кВ. Мощность БСК меняется дискретно с шагом 50 квар. Зависимостью мощности БСК от фактического напряжения сети пренебречь.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: