4.Определение напряжений и отклонений напряжений

В начале определим напряжение в центре питания, т.е. на шинах районной подстанции U_цп в режиме максимальной нагрузки, кВ:

, (4.1)

где U_max – отклонение напряжения, которое указывается в задании;

U_н – номинальное напряжение 110 кВ.

Тогда напряжение в конце ЛЭП определится по формуле, кВ:

, (4.2)

где ;

Р_нл – активная мощность в начале ЛЭП, кВт;

Q_нл – реактивная мощность в начале ЛЭП, МВар.

Потеря напряжения в линии составит, %:

(4.3)

Отклонение напряжения в конце ЛЭП, %:

(4.4)

Напряжение на шинах вторичного напряжения трансформатора, приведенное к первичному, будет, кВ:

, (4.5)

где U_Т – потеря напряжения в трансформаторе, определяется по формуле, аналогичной потере напряжения в ЛЭП, кВ:

, (4,6)

где Р_н.тр, Q_н.тр – соответственно активная и реактивная мощность в начале расчетного звена трансформатора, кВт; Мвар.

Потеря напряжения в трансформаторе составит, %:

(4.7)

Отклонение напряжения на шинах вторичного напряжения трансформатора определяется по формуле:

, (4.8)

где U_Т – «добавка» напряжения трансформатора.

Для трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ и выше, U_Т определяется следующими цифрами:

Ответвление +16% U_Т = 5 %;

Ответвление  0% U_Т = 10 %;

Ответвление  16% U_Т = 16 %.

Все расчеты по формулам (4.1) – (4.7) повторить для режима минимальной нагрузки, которую можно принять равной 30  50 % от расчетной (максимальной) нагрузки, подставляя в них вместо U_max; U_min.

5.Построение диаграммы отклонений напряжения

Полученные выше данные позволяют построить диаграмму отклонений напряжений и решить вопрос об их допустимости или недопустимости в соответствии с ГОСТ 13109-97 на качество электрической энергии. Согласно этому стандарту для сетей 6-10 кВ и выше максимальные отклонения напряжения не должны превышать 10 %. В сетях до 1 кВ – 5 %.

Примерный характер диаграммы для максимальной и минимальной нагрузки приведен на рис. 4.

Рис. 4. Диаграмма отклонений напряжений

Строится диаграмма следующим образом. По вертикальной оси «А» откладываем в определенном масштабе значение U_цп для максимальной нагрузки, например -3 %, получаем на оси «А» точку а.

Затем по той же оси откладываем значение потери напряжения в ЛЭП U₁, %, допустим 7 %, от точки а вниз, сносим её на ось «В» и получаем точку b. Затем от точки b вверх отложим добавку напряжения трансформатора U_Т, которая определяется положением переключателя ответвлений. Так, если ответвление соответствует нулевому, U_Т = 10 %, то по оси «В» от точки b откладывает отрезок bс, соответствующий 10 %, и получаем точку с.

Наконец, по той же оси вниз откладываем значения потери напряжения в трансформаторе U_Т, допустим U_Т = 5 %, сносим её на ось «С» и получаем точку d.

Соединив точки a, b, c и d прямыми линиями, получаем картину изменений отклонений напряжения от центра питания до шин вторичного напряжения ГПП в режиме максимальной нагрузки.

Аналогичным образом производится построение ломаной линии, соответствующей режиму минимальной нагрузки. Зона допустимых отклонений напряжения (10 %) на рис.4 показана заштрихованной.

Если отклонения U₂ выйдут за пределы указанной зоны, надо переключить ответвление в другое положение, при котором «добавка» трансформатора изменится в нужную сторону.

В заключение заметим, что современные трансформаторы напряжением 110 кВ и выше снабжаются автоматическим регулятором напряжения под нагрузкой. В этом случае, в зависимости от принятого закона регулирования можно добиваться либо стабилизации напряжения (U₂ = const), либо изменять его в зависимости от значения рабочего тока, т.е. реализовать закон встречного регулирования напряжения (повышать уставку напряжения при большом токе и снижать при малом).