3. 1. 2. Расчет подстанции №3
а б
Рис. 4. Принципиальная схема (а) и схема замещения (б) подстанции №3
Из таблицы 1[1] исходных данных известно:
Sном3 = 6,3 МВ·А; P3 = 9 МВт; Q3 = 5 Мвар
Так как на подстанции установлено два трансформатора, то номинальная мощность каждого из них находится по следующей формуле[4]:
МВ·А,
где Sном3 – номинальная мощность подстанции №3, МВ·А.
Принимаем Sном.тр.3 = 6300 кВ∙А
Используя справочную литературу[5], выбираем трансформатор ТМН-6300 со следующими паспортными данными
Таблица 3. Паспортные данные трансформатора ТМН-6300
Тип |
Uвн, кВ |
Uнн, кВ |
Uк, % |
Pк, кВт |
Pх, кВт |
Iх, % |
ТМН - 6300 |
110 |
6 |
10,5 |
44 |
11,5 |
0,8 |
ТМН – 6300 – трехфазный двухобмоточный трансформатор с масляным охлаждением, с естественной циркуляцией воздуха и масла, номинальной мощностью 6300 кВ∙А, напряжением 110 кВ.
Определяем коэффициенты загрузки трансформаторов для номинальной мощности:
Коэффициент загрузки в нормальном режиме:
Коэффициент загрузки в аварийном режиме (один из трансформаторов отключен):
Определяем коэффициенты загрузки трансформаторов для расчетной мощности:
Для
этого определим расчетную мощность
подстанции №3:
МВ∙А
Коэффициент загрузки в нормальном режиме:
Коэффициент загрузки в аварийном режиме (один из трансформаторов отключен):
В аварийном режиме необходимо отключение потребителей III категории надежности с целью снижения нагрузки трансформатора.
Расчет сопротивления одного трансформатора[2]:
Активное сопротивление трансформатора:
Ом,
где ΔPк – потери короткого замыкания, кВт;
Uном – номинальное значение напряжения обмотки ВН трансформатора, кВ;
Sном.тр.4 – номинальное значение мощности трансформатора на подстан –
ции №4, МВ·А.
Реактивное (индуктивное) сопротивление трансформатора представляет собой сумму индуктивного сопротивления рассеяния первичной обмотки и приведенного к ней сопротивления вторичной обмотки. Находится индуктивное сопротивление по следующей формуле [2]:
Ом,
где Uк% - напряжение короткого замыкания, % от Uном.
При параллельной работе n одинаковых трансформаторов их эквивалентное сопротивление уменьшается в n раз.
Сопротивление для нормально работающих трансформаторов:
Активное сопротивление:
Ом
Реактивное (индуктивное) сопротивление:
Ом
Полное сопротивление двух параллельно работающих трансформаторов:
Ом
Потери, связанные с намагничиванием стали, определяются приложенным напряжением и в первом приближении могут быть приняты неизменными и равными потерям мощности на холостом ходу.
Потери в стали (потери холостого хода) для одного трансформатора[2]:
МВ·А,
где ΔPх – потери активной мощности на холостом ходе, кВт;
ΔQх – потери реактивной мощности на холостом ходе, Мвар;
Ix% - ток холостого хода, % от Iном.
При параллельной работе n одинаковых трансформаторов потери на намагничивание стали увеличиваются в n раз.
Потери в стали для нормально работающих трансформаторов:
МВ·А
Потери мощности в трансформаторах[6]:
МВ·А
где ΔP4 – потери активной мощности на нагревание обмоток трансформатора, зависящие от тока нагрузки, кВт;
ΔQ4 – потери реактивной мощности, вызванные рассеянием магнитного потока в трансформаторе и зависящие от квадрата тока нагрузки, Мвар.
Мощность на выходе подстанции №4:
МВ·А
Мощность на входе подстанции №4 (без учета потерь в стали):
МВ·А
Мощность на входе подстанции №4 с учетом потерь в трансформаторах:
МВ·А