Пример расчёта несимметричного режима работы блока генератор - трансформатор
Исходные данные: Блок генератор-трансформатор работает в систему 110 кВ. Генератор ТВФ-110. Схема соединения обмотки статора – звезда. Номинальный ток генератора – 7570 А. Блочный трансформатор – ТДЦ-200000/110. Коэффициенты загрузки фаз блочного трансформатора – КА = 0,4; КВ = 0,1; КС = 0,4. Схема соединения обмоток – 0 / . Нейтраль обмотки ВН трансформатора заземлена.
Номинальный ток обмотки высшего напряжения блочного трансформатора
Фазный коэффициент трансформации блочного трансформатора
Токи в фазах обмотки ВН блочного трансформатора:
Токи в фазах обмотки НН блочного трансформатора:
Токи в фазах обмотки ВН блочного трансформатора в комплексном виде:
Токи в фазах обмотки НН блочного трансформатора в комплексном виде:
Векторная диаграмма фазных токов обмотки НН блочного трансформатора:
Фазные токи в обмотке статора генератора:
Векторная диаграмма фазных токов обмотки статора генератора:
Симметричные составляющие фазных токов генератора:
Коэффициент несимметрии
В рассмотренном режиме коэффициент несимметрии больше допустимого (12 %), ни один из фазных токов не превы-шает номинального значения (7570 А), ток обратной последо-вательности составляет 14 % (1051 / 7570 = 0,14), что больше допустимой величины (8 %). Исходя из приведенного анализа заключаем, что данный несимметричный режим не отвечает допустимым условиям.
Располагаемая мощность блочного трансформатора в рассмотренном несимметричном режиме равна
Аналогичным образом выполняется расчёт и при разземлённой нейтрали трансформатора.
Приложение 7
Пример расчёта перенапряжений в автотрансформаторе при разземлёнии его нейтрали при работе в сети с глухозаземлённой нейтралью
Пример 1. Автотрансформатор связывает две системы: U1 = 220 Кв (в относительных единицах – 0,44), U2 = 500 кВ (в относительных единицах – 1,0). Повышающий режим передача мощности из системы 220 кВ в систему 500 кВ. Нейтрали систем глухозаземлены. Замыкание на землю фазы А в сети 500 кВ.
Коэффициент трансформации kВ-С = 500/220 = 2,27; коэффициент выгодности kвыг = 0,56.
Потенциал нейтрали автотрансформатора относительно земли
,
т.е. составит 227 кВ в именованных единицах. Так как изоляция нейтрали обычно выполняется на один класс напряжения ниже линейного вывода ( в данном примере на 330 кВ), то эта величи-на потенциала нейтрали вполне допустима.
Напряжение на неповреждённых обмотках высшего напряжения относительно нейтрали
т.е. в 1,39 раза выше номинального напряжения. В именованных единицах составит 695 кВ, что недопустимо.
Напряжение на неповреждённых обмотках среднего напряжения относительно нейтрали
В именованных единицах оно составит 310 кВ, т.е в 1,4 раза выше линейного напряжения стороны среднего напряжения, что недопустимо.
Таким образом, в этом режиме перенапряжения на обмотках значительно превышают допустимые значения.
Потенциалы неповреждённых фаз сети высшего напряжения относительно земли
В именованных единицах они составляют 514 кВ, что находится в допустимых пределах 1 и не представляет опасности для электрооборудования системы высшего напряжения (500 кВ).
В этом режиме работа автотрансформатора недопустима.
Пример 2. Те же самые системы напряжений, что и в примере 1, но режим работы автотрансформатора понижающий передача мощности из системы 500 кВ в систему 220 кВ. Нейтрали систем глухозаземлены. Замыкание на землю фазы А в сети 220 кВ.
Потенциал нейтрали автотрансформатора относительно земли
т.е. составит 227 кВ в именованных единицах, что вполне допустимо, так как эта величина ниже класса напряжения (330 кВ) изоляции нейтрали.
Напряжение на неповреждённых обмотках высшего напряжения относительно нейтрали
,
т.е. в именованных единицах составит 263 кВ, что вполне допустимо.
Работа автотрансформатора в этом режиме допустима.
Пример 3. Автотрансформатор связывает две системы: U1 = 330 кВ (в относительных единицах – 0,66), U2 = 500 кВ (в относительных единицах – 1,0). Повышающий режим передача мощности из системы 330 кВ в систему 500 кВ. Нейтрали систем глухозаземлены. Замыкание на землю фазы А в сети 500 кВ.
Коэффициент трансформации kВ-С = 500/330 = 1,515; коэффициент выгодности – kвыг = 0,34.
Потенциал нейтрали автотрансформатора относительно земли
,
т.е. составит 561 кВ в именованных единицах. Эта величина выше класса напряжения изоляции нейтрали (330 кВ).
Напряжение на неповреждённых обмотках высшего напряжения относительно нейтрали
т.е. в 2,05 раза выше номинального напряжения. В именованных единицах составит 1025 кВ, что недопустимо.
Напряжение на неповреждённых обмотках среднего напряжения относительно нейтрали
,
т.е в 2,04 раза выше линейного напряжения стороны среднего напряжения. В именованных единицах составит 675 кВ, что недопустимо.
Таким образом, в этом режиме перенапряжения на обмотках значительно превышают допустимые значения.
Потенциалы неповреждённых фаз сети высшего напряжения относительно земли
В именованных единицах они равны 539 кВ, что выше допустимых 5 % 1 и могут представлять опасность для электро-оборудования системы высшего напряжения (500 кВ).
Работа автотрансформатора в этом режиме недопустима.
Пример 4. Те же самые системы напряжений, что и в примере 3, но режим работы автотрансформатора понижающий передача мощности из системы 500 кВ в систему 330 кВ. Нейтрали систем глухозаземлены. Замыкание на землю фазы А в сети 330 кВ.
Потенциал нейтрали автотрансформатора относительно земли
,
т.е. составит 561 кВ в именованных единицах. Эта величина выше класса напряжения изоляции нейтрали (330 кВ).
Напряжение на неповреждённых фазных обмотках высшего напряжения относительно нейтрали
,
т.е. в именованных единицах составит 486 кВ, что выше фазного напряжения в 1,7 раза, что недопустимо.
Работа автотрансформатора в этом режиме недопустима.
Приложение 8