3. Расчёт параметров схемы замещения трансформаторов

На подстанции ПС-4 установлены два 3-хобмоточных трансформатора типа: ТДТН -10000/115/38,5/6,6. Нагрузка включена на стороне низкого напряжения - 6,6 кВ. Схемы замещения трансформаторов имеет вид:

Параметры схемы замещения определяются по каталожным данным, принятым из справочника.

Параметры трансформатора Таблица 5.

ПС	Тип трансформатора	Каталожные параметры тр-ра					Параметры сх. замещения
			, кВт	, кВт		,Ом		,Ом	,МВт	,МВАр
ПС-4	2xТДТН-10000/110	10,5	80	19	1,1

Расчётные формулы для определения параметров схемы замещения имеют вид:

Расчёт параметров схемы замещения трёхобмоточных трансформаторов:

Нагрузка включена на сторону низкого напряжения 6,6 кВ. Примем типовое соотношение мощностей обмоток 100%/100%/100%. Трёхобмоточный трансформатор имеет трёхлучевую схему замещения(схему приведённого трансформатора)

ВН

НН

СН

Каталожные данные для одного трансформатора принимаем из справочника:

Определим активные сопротивления трёхлучевой схемы замещения одного трансформатора, приведённого к стороне ВН:

Индуктивные сопротивления, приведённые к стороне ВН, имеют различные значения, т.к. напряжения КЗ также различны. Определим U_кз отдельных обмоток:

число, а чисто расчётное значение, отвечающее математической модели.

Определим потери ХХ для одного трансформатора:

Составим схему замещения для нагрузки на стороне низкого напряжения и работе двух трансформаторов параллельно.

Схема замещения аналогична схеме для одного трансформатора, но числовые значения параметров разные. Считаем обмотку среднего напряжения ненагруженной. В эквивалентную схему замещения входят только сопротивления обмоток ВН и НН. В результате эта схема имеет стандартный вид:

Определим сопротивление отдельной обмотки:

Значения сопротивлений равны:

В результате в схему замещения всего заданного участка электрической сети вместо трёхобмоточного трансформатора вводится следующая расчётная схема:

4

4. Составление схемы замещения всего участка электрической сети

Составим схему замещения всего заданного участка сети, в которую входят все выше перечисленные элементы: ЛЭП и трансформаторы.

ЛЭП-4

ЛЭП-2

ЛЭП-3

Все сопротивления в Ом, а мощности в МВА.

5. Расчёт перетоков мощности в линиях

ЛЭП-1-2-4 образуют кольцевую сеть. Для её расчёта необходимо определить эквивалентные расчётные нагрузки на шинах отдельных подстанций (ЦП-1, ПС-2, ПС-3). Такой расчётный метод позволяет избавиться от поперечных элементов в схемах замещения, что резко упрощает расчёт.

1) Определим расчётную нагрузку узла 4:

Потери в трансформаторах ПС-4 определяются следующим образом, они состоят из двух видов потерь:

А) Нагрузочные потери

Б) Потери холостого хода

Нагрузочные потери определяются по следующей формуле:

Полные потери в трансформаторе:

Заносим полученный результат в таблицу баланса мощностей в графу «потери мощности в трансформаторах».

Расчётная эквивалентная нагрузка в узле 4 включает в себя нагрузку ПС-4, потери в трансформаторах и зарядную мощность, подключенной ЛЭП-110 кВ:

2) Выполним расчёт линии ЛЭП-3:

2

4

3) Определим потери активной и реактивной мощности на участке 24:

Заносим полученные потери в графу «Потери мощности в ЛЭП-3».

4) Определим мощность в начале линии 3:

5) Определим расчётные нагрузки узлов 2 и 3:

Для узла 3:

Для узла 2:

В результате получаем кольцевую сеть следующего вида:

ЛЭП-4

2

ЛЭП-1

ЛЭП-2

3

1

Для расчёта перетоков мощности в кольцевой сети используются методы расчёта из теоретической механики. Разрежем схему по питающему узлу:

2

3

Для расчёта применяется метод итераций. Принимаем в качестве начального приближения все напряжения в узлах, равными номинальному: U₂⁽⁰⁾= U₃⁽⁰⁾= U₄⁽⁰⁾= U_ном.=110 кВ. Т.е. в нулевом приближении, считаем, что отсутствуют потери мощности на участках и падения напряжений. Т.к. все линии кольца имеют провода разного сечения, то расчёт производится не по длинам линий, а по комплексно сопряжённым сопротивлениям отдельных линий.

Ом

Ом

Ом

Определим неизвестные мощности S₁₂ и S₁₃ по методу моментов. Запишем выражение моментов для узла 1’, приняв нагрузки в узлах 2, 3, как силы, приложенные к балкам с плечом.

∑m₁^’=0.

Мощность на участке 2-3 находится по 1-ому закону Кирхгофа для мощностей. Аналогично находим мощность S₁₂ по методу моментов. Проверим правильность расчёта, для этого определим S₁₂ по методу моментов.

Проверка: ∑m₁^’’=0.

Получили тот же самый результат, что подтверждает правильность расчёта.

Наносим распределение мощностей на схему:

Точка 2 является точкой раздела мощностей.

Переходим к расчёту следующего, первого приближения, когда расчёт производится с учётом потерь мощности на каждом участке, считая напряжение в узлах равным номинальному. Разрежем схему ещё раз по точке потокораздела. В результате получаем 2 схемы следующего вида:

1) участок 1-2

Примем

а) Определим потери мощности на участке 1-2 отдельно для активной и реактивной составляющих.

Заносим найденные потери в таблицу баланса мощностей в графу «Потери мощности в ЛЭП-4».

б) Определим мощность в начале участка 1-2.

_{Определим мощность, поступающую в рассматриваемый участок сети с шин питающей подстанции ЦП-1.}

2) Переходим к расчёту второй части разрезанной схемы.

Порядок расчёта:

а)

б) Определим потери мощности на участке 3-2 отдельно для активной и реактивной составляющих.

.

Заносим найденные потери в таблицу баланса мощностей в графу «Потери мощности в ЛЭП-2».

в) Определим мощность в начале участка 3-2.

г) Определим S₁₃^’’ по закону Кирхгофа для мощностей:

д)Определим потери мощности на участке 1-3, т.е. в линии 1.

Определим мощность в начале ЛЭП-1, участка 1-3:

_{Рассмотрим более подробно узел 2:}

Определим расчётную нагрузку узла 2, с учётом всех подключённых мощностей: