СИС / Расчет режимов сетей с разными номинальными напряжениям1
.pdfРАСЧЕТ РЕЖИМОВ СЕТЕЙ С РАЗНЫМИ НОМИНАЛЬНЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ
Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанций
Силовой трансформатор представляется в виде двух элементов: первый – сопротивление трансформатора ZТ1, второй – идеальный трансформатор.
Идеальный трансформатор не имеет сопротивления, но обладает коэффициентом трансформации:
n= UВном
ТUНном .
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Порядок расчета напряжения на шинах НН подстанции
Определяется мощность, входящая в обмотку ВН силового трансформатора:
S13H = S1пр − S Х 1
Определяется напряжение низкой стороны трансформатора, приведенное к высокой U3ВН:
|
ВН |
|
|
|
|
P H × R |
+ Q H |
× X |
T 1 |
|
|
P H × X |
T 1 |
- Q H |
× R |
||||||||
U 3 |
|
= U 1 |
- |
13 |
T 1 |
|
13 |
|
|
- j × |
13 |
|
13 |
|
T 1 |
||||||||
|
|
|
|
U1* |
|
|
|
|
|
U1* |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Модуль и фаза этого напряжения равны |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
æ |
|
|
H |
|
H |
× XT 1 |
ö2 |
æ |
H |
|
H |
× RT 1 |
ö2 |
|
|
||||
U |
3ВН = |
çU1 |
- |
|
P13 |
× RT1 + Q13 |
÷ |
|
+ ç |
P13 |
× XT 1 - Q13 |
|
÷ |
; |
|||||||||
|
|
U1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
è |
|
|
|
|
|
ø |
|
è |
|
U1 |
|
|
ø |
tgϕ = |
|
P H × X |
|
- Q H × R |
|
). |
|||
U - (P H × R + Q H |
× X |
|
|||||||
|
|
13 |
|
T 1 |
13 |
T 1 |
|
|
|
|
1 |
|
13 |
|
T 1 13 |
|
T 1 |
|
|
Определяется действительное напряжение на шинах НН подстанции, т.е. U3:
U 3 |
= |
U 3BН |
= U 3BН × |
U Нном |
|
|
nT |
U Вном . |
|||||
|
|
|
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Порядок расчета сети с разными номинальными напряжениями
Схема сети с двумя номинальными напряжениями
Схема замещения с идеальными силовыми трансформаторами
Первый способ – приведение сети к одному базисному напряжению
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Приведение к ВН сопротивления осуществляется по следующему выражению:
B |
2 |
|
|
|
æ |
|
ö2 |
|
||
|
|
|
ç UBH |
÷ |
|
|||||
Z 23 |
= Z 23 × KТВС |
= Z 23 |
× ç |
|
÷ . |
|
||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
è UCH |
ø |
|
|||
Аналогично для проводимости: |
Y |
B |
= Y 23 × |
1 |
. |
|||||
23 |
|
|
||||||||
|
KТВС2 |
|||||||||
|
Область применения - расчет токов короткого замыкания.
Второй способ – учет идеальных трансформаторов, т.е. коэффициентов трансформации при определении напряжения.
Последовательность расчета режима сети по данным конца
1.Ведется расчет режима разомкнутой сети среднего напряжения по значениям напряжения U3 (участок 2С-3). Определяется напряжение на шинах СН трансформатора 2 U2С .
2.Напряжение U2С приводится к высокой стороне:
U 2BCН = KТвс ×U 2C ,
а потоки мощности до и после идеального трансформатора равны между собой.
S 02к с = S н2с 3 .
3. Дальнейший расчет ведется по алгоритму расчета режима разомкнутой сети на высокой стороне силового трансформатора, т.е. при известном напряжении в конце сети U2cВН.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Последовательность расчета режима сети по данным начала
I этап – определение потоков мощности с учетом потерь:
сначала в сети СН, затем в сети ВН – так же, как для сети с одним номинальным напряжением, вплоть до определения потоков мощности в началах головных участков сети ВН. При этом потери
мощности в сети СН определяются по номинальному напряжению сети СН, а в сети ВН - по номинальному напряжению сети ВН.
II этап – определение напряжений в узлах сети:
Рассчитываются напряжения в сети ВН по заданному напряжению источника питания и рассчитанным потокам мощности в начале каждого участка сети.
Определяется напряжение в нулевой точке трансформатора U0:
U 0 = U 2B − U 2 B0 ,
где U 2В0 – падение напряжения в обмотке ВН трансформатора.
U 2 В0 = |
P Н |
× R + QН |
× X |
ТВ |
+ j |
P Н |
× X |
ТВ |
- Q Н |
× R |
|
2 В0 |
ТВ 2В0 |
|
2 В0 |
|
2 В0 |
ТВ |
. |
||||
|
U2 В |
|
|
|
|
U2В |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитывается напряжение средней стороны, приведенное к
высокой стороне
|
|
U 2BCН = U 0 − U 02C , |
|
|
|
|
|
|||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U 02С = |
P Н |
× R + Q Н |
С |
× X |
ТС |
+ |
j |
P Н |
× X |
ТС |
- Q Н |
С |
× R |
|
02С |
ТС 02 |
|
02С |
|
02 |
ТС |
. |
|||||||
|
U0 |
|
|
|
|
|
|
U0 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Находится действительное напряжение средней стороны силового трансформатора.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
U |
|
= |
U BН |
= U BН × |
U |
CH |
|
|
2C |
|
|
||||
2C |
|
|
. |
||||
|
|
KТВС |
2C |
|
|||
|
|
|
|
UBH |
Рассчитываются напряжения в узлах сети среднего напряжения по значению U2С как напряжения источника питания.
Область применения - расчет установившихся режимов электрических сетей и систем.
Понятие о регулировании напряжения в сети. Выбор ответвлений РПН трансформаторов
и линейных регуляторов
Под регулированием напряжения понимают принудительное изменение режима напряжения в сети и у электроприемников с целью обеспечить требования по качеству электроэнергии или оптимальный режим по напряжению.
Централизованные средства регулирования напряжения, устанавливаемые в центрах питания:
трансформаторы с РПН; линейные регуляторы.
Цель расчета - определение добавки напряжения, создаваемой трансформатором с РПН (линейным регулятором), путем выбора нужного напряжения ответвлений (отпаек) РПН трансформатора или линейного регулятора.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Алгоритм выбора номера ответвлений (отпаек) РПН
Двухобмоточный силовой трансформатор (устройство РПН установлено на стороне ВН)
1. Определение приведенного к стороне ВН напряжения
стороны НН силового трансформатора
UHHBH = UBH − UT ,
2. Определение желаемого коэффициента трансформации
KТВНжел = U HHBH
U HHжел ,
3. Выбор номера отпайки РПН.
Условием выбора номера отпайки РПН - его попадание в диапазон регулирования напряжения, т.е.
− N ≤ n ≤ +N ,
где ±N - крайние номера отпаек РПН (даются в справочниках, –
например, ±9×1,78 %); n - номер отпайки.
Шаг регулирования t задается в процентах, – например, 1,78%. Диапазон регулирования напряжения равен:
± N × t ,
например, ±16 %.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Действительный коэффициент трансформации определяется выражением:
U ном
K = UBHном × (1 + n × t* ) = KТВНном × (1 + n × t* ),
HH
где t - шаг регулирования в относительных единицах.
Если в качестве желаемого принять действительный коэффициент трансформации, т.е.:
KТВНжел = КТВНном × (1 + nжел × t* ),
то можно найти желаемый номер отпайки РПН для обеспечения требуемого значения напряжения на низкой стороне трансформатора:
|
æ |
жел |
ö |
|
1 |
æ |
|
BH |
ö |
|
1 |
|
|
ç |
КТВН |
÷ |
|
ç |
U HH |
÷ |
|
|
|||
nжел |
= ç |
|
- 1÷ |
× |
|
= ç |
|
|
- 1÷ |
× |
|
|
ном |
t* |
жел |
ном |
t* . |
||||||||
|
è |
КТВН |
ø |
|
è U HH |
× КТВН |
ø |
|
Полученный номер отпайки округляется до ближайшего целого,
nстанд .
По найденному nстанд определяется фактическое напряжение низкой стороны U ННфакт :
факт |
|
|
U HHBH |
||
U НН |
= |
|
|
|
|
KТВНном |
× (1 + nстанд × t* ). |
||||
|
|
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Трехобмоточный силовой трансформатор
В трехобмоточном силовом трансформаторе регулирование напряжения под нагрузкой выполняется в обмотке высшего напряжения (РПН устанавливается в нейтрали обмотки ВН), а
обмотка среднего напряжения содержит ответвления, которые переключаются после снятия нагрузки (устройство ПБВ – переключение без возбуждения, установлено в обмотке СН).
Поэтому сначала необходимо выбрать номер отпайки РПН, чтобы
обеспечить желаемое напряжение на низшей стороне трансформатора, а затем рассчитывать ответвление ПБВ для
обеспечения желаемого значения на средней стороне трансформатора.
Действительные коэффициенты трансформации равны:
КТВН = КТВНном × (1 + np × t p ),
ном |
|
1 + np × t p |
|
КТВС = КТВС |
× |
|
, |
1 + nп × tп |
|||
|
|
|
|
где np, tp - номер отпайки и шаг регулирования устройства РПН в относительных единицах;
nп, tп - номер отпайки и шаг регулирования устройства ПБВ в относительных единицах.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Порядок выбора
Определяется напряжение низшей стороны трансформатора,
приведенное к стороне высшего напряжения:
UННВН = UВН − UТВ − |
UТН , |
где UВН – фактическое напряжение |
высокой стороны |
трансформатора, полученное в результате расчета режима сети высшего напряжения;
UТВ, UТН – соответственно модули падения напряжения в обмотке ВН и обмотке НН силового трансформатора.
Рассчитывается напряжение средней стороны трансформатора,
приведенное к стороне высшего напряжения:
UСНВН = UВН − UТВ − |
UТС , |
где UТС – модуль падения напряжения в обмотке СН |
|
трансформатора. |
|
Определяются желаемые коэффициенты |
трансформации |
напряжения с высокой на низкую и с высокой на среднюю стороны трансформатора.
|
U ВН |
|
жел |
= |
UСНВН |
|
||
К жел = |
НН |
; |
КТВС |
|
|
, |
||
U |
СНжел |
|||||||
U ННжел |
||||||||
ТВН |
|
|
|
|
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com