Пример расчёта режимов работы автотрансформатора

Для выдачи мощности в электросистемы 330 кВ и 110 кВ на электростанции выполнены два распределительных устрой-ства напряжениями 330 кВ и 110 кВ с установкой автотрансфор-матора связи между ними типа АТДЦТН 125000-330/115. Номинальная мощность автотрансформатора S_{АТ ном} = 125 МВА, номинальные напряжения обмоток U_ВН = 330 кВ, U_СН = =115 кВ, U_НН = 10,5 кВ.

Коэффициент трансформации между сторонами ВН и СН

k_В-С = 330 / 115 = 2,87 .

Коэффициент выгодности k_тип = 1 1/ 2,87 = 0,652 .

Номинальная мощность обмотки НН

S_{НН ном} = S_тип = k_тип • S_{АТ ном} = 0,652 • 125 = 81,5 МВА .

Коэффициенты мощности обмоток ВН, СН, НН автотран-сформатора приняты одинаковыми: cos  _ВН = cos  _СН = cos  _НН.

К обмотке НН автотрансформатора подключен один из турбогенераторов электростанции типа Т3Ф-63-2 с параметрами Р_{г. ном} = 63 МВт, cos  _г.ном = 0,8, S_г.ном = 78,75 МВА, U_г.ном = 10,5 кВ.

Расход мощности в систему собственных нужд энергоблока при полной нагрузке принимаем равным 5 % от полной мощности генератора S_{сн.макс} = 0,05 • 78,75 = 3,9 МВА.

При этом максимальная полная мощность, которую генератор выдаёт к обмотке НН автотрансформатора, равна:

S_НН = S_г.ном  S_{сн.макс} = 78,75  3,9 = 74,85 МВА

Требуется определить нагрузки обмоток и допусти-мость работы автотрансформатора в комбинированных режимах с выдачей полной номинальной мощности турбогене-ратора и обеспечением перетока мощности между системами 330 кВ и 115 кВ.

1. Режим выдачи полной мощности от генератора в сеть 115 кВ и дополнительно переток мощности из сети 330 кВ в сеть 115 кВ (рис.П11.1).

Загрузка обмотки НН определяется величиной выдаваемой мощности генератора. При работе генератора на номинальной мощности она равна S_НН = 74,85 МВА. Эта величина меньше номинальной расчётной мощности обмотки НН, равной 81,5 МВА. Таким образом, при работе генератора на номинальной мощности коэффициент загрузки обмотки НН автотрансфор-матора составит 74,85 / 81,5 = 0,92 S_тип.

Рис. П11.1. Поясняющая схема режима 1

Номинальная расчётная мощность общей обмотки равна типовой S_тип = 81,5 МВА. Со стороны НН передаётся 74,85 МВА (без учёта потерь). Так как эта мощность меньше расчётной мощности обмотки, то со стороны ВН можно передать дополни-тельную мощность на сторону СН. Величина этого перетока составляет

S_О = k_тип  S_В + S_НН ; S_В = 1 / k_тип (S_О  S_НН) = 1 / 0,652 (81,5  74,85) ==10,2 МВА .

Эта величина и определяет допустимый переток мощности из системы 330 кВ в систему 115 кВ при работе генератора на номинальной мощности.

В этом режиме загрузки обмоток составляют: обмотки последовательной  12,5 %, обмотки общей 100 %, обмотки НН  92 %.

Следовательно, величины перетоков мощности между сторонами ВН и СН ограничены загрузкой общей обмотки. Увеличение величины перетока мощности между сторонами ВН и СН возможно только при соответствующем снижении загрузки генератора.

2. Режим выдачи полной мощности от генератора в сеть 330 кВ и дополнительно переток мощности из сети 115 кВ в сеть 330 кВ.

Это режим НН  ВН и одновременно СН  ВН.

Загрузка обмотки НН составляет 0,92 S_тип.

Загрузка последовательной обмотки не должна превышать

S_тип (по условию работы автотрансформатора 1).

При условии равенства коэффициентов мощности (cos  _ВН = cos  _СН = cos  _НН) согласно выражения (2.43) 1 определяем допустимую величину дополнительной мощности, которая может быть передана со стороны СН на сторону ВН:

S_посл = k_тип(S_СН + S_НН) = 81,5 МВА ; S_СН = 81,5 / 0,652  74,85 =

= 50,15 МВА.

Таким образом, на сторону ВН со стороны НН и стороны СН в этом режиме суммарно может быть выдано 81,5 + 50,15 = 125 МВА. Эта величина равна номинальной мощности автотрансфор-матора. При этом загрузка последовательной обмотки будет равна её номинальной расчётной мощности, равной типовой.

Загрузку общей обмотки определяем согласно выражения (2.44) 1:

S_о = k_тип S_с  S_Н = 0,652 • 50,15  74,85 = 6,62 МВА.

В данном режиме последовательная обмотка загружена на свою номинальную мощность, на сторону ВН выдаётся полная номинальная мощность автотрансформатора, обмотка НН также загружена практически полностью, а общая обмотка почти полностью разгружена. По этим показателям режим технически допустим и экономически выгоден.