3.6 Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанций и выбор регулировочных ответвлений трансформаторов

В предыдущем пункте были определены напряжения на стороне высшего напряжения (ВН) подстанций – U_i. Для оценки уровней напряжения непосредственно у потребителей и выбора регулировочных ответвлений трансформаторов понижающих подстанций необходим расчет напряжений на стороне низшего напряжения (НН).

3.6.1 Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанций

Напряжение на шинах низшего напряжения i-ой подстанции приведенное к стороне ВН определяется из следующего выражения:

, (3.22)

где - соответственно продольная и поперечная составляющие падения напряжения в продольной ветви схемы замещенияi-ой подстанции.

Для сетей с номинальным напряжением 150 кВ и ниже можно пренебречь величиной поперечной составляющей падения напряжения. Тогда

, (3.23)

где - мощность в начале продольной ветви схемы замещенияi-ой подстанции, которую можно определить двояко:

, (3.24)

(3.25)

R_тi и X_тi соответственно активное и индуктивное сопротивления продольной ветви схемы замещения i- ой подстанции:

, (3.26)

(3.27)

где U_нт – номинальное напряжение трансформатора на стороне ВН.

3.6.2 Выбор регулировочных ответвлений трансформаторов

Одним из основных средств регулирования напряжения у потребителей является трансформаторы с регулированием ответвлений под нагрузкой (РПН).

Сведения о ступенях регулирования (пределах регулирования) трансформаторов 110 и 150 кВ приведены в таблицах 1.24 и 1.25.

В курсовом проекте необходимо выбрать регулировочные ответвления трансформаторов с РПН на всех подстанции в режимах максимальных и минимальных нагрузок и наиболее тяжелом послеаварийном режиме.

Регулировочные отпайки выбираются исходя из желаемых напряжений на стороне НН подстанций. Применительно к районным подстанциям в соответствии с принципом встречного регулирования устройства регулирования напряжения должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах напряжением 6-20 кВ подстанций, к которым присоединены распределительные сети, в пределах не ниже 105% номинального в период наибольших нагрузок и не выше 100% номинального в период наименьших нагрузок этих сетей. В аварийных режимах допускается дополнительное снижение напряжения на 5%.

Отсюда в качестве желаемых напряжений на стороне НН подстанций можно задать:

1,05 U_н – для режима максимальных нагрузок

U_{ж нн} = U_н – для режима минимальных нагрузок

1,05 U_н – для послеаварийного режима, с допустимостью снижения напряжения до уровня 0,95 U_н

Желаемое регулировочное ответвление трансформатора на i- ой подстанции

, (3.28)

где U_{ннт i} и U_{внт i} - соответственно номинальное напряжение на стороне НН и ВН трансформаторов i- ой подстанции;

- величина ступени регулирования трансформатора в процентах от номинального напряжения.

В качестве действительного регулировочного ответвления трансформатора наi- ой подстанции принимается ближайшее меньшее целое число со знаком по отношении к .

Значение действительного ответвления должно лежать в диапазоне

, (3.29)

где - соответственно минимальное и максимальное ответвление трансформатора.

Если условие 3.29 не выполняется, то значение фиксируется на границе нарушенного ограничения.

Действительное напряжение на стороне НН i- ой подстанции

(3.30)

Пример 3.5.Определить напряжение на шинах низшего напряжения подстанций приведенное к стороне ВН и выбрать регулировочные ответвления трансформаторов с РПН на всех подстанции в режимах максимальных и минимальных нагрузках и наиболее тяжелом послеаварийном режиме.

Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанций

Активное и индуктивное сопротивления продольной ветви схемы замещения первой подстанции:

, (3.31)

(3.32)

Мощность в начале продольной ветви схемы замещения первой подстанции

, (3.33)

, (3.34)

Значения иопределены в примере 3.3, таблица 3.2.

Продольная составляющая падения напряжения в продольной ветви схемы замещения первой подстанции

(3.35)

Напряжение на шинах низшего напряжения первой подстанции приведенное к стороне ВН

(3.36)

Выбор регулировочных ответвлений трансформаторов

Принимаем в качестве желаемых напряжений на стороне НН подстанций:

1,05 U_н =10,5 кВ – для режима максимальных нагрузок

U_{ж нн} = U_н =10 кВ для режима минимальных нагрузок

1,05 U_н =10,5 кВ для послеаварийного режима

Желаемое регулировочное ответвление трансформатора на первой подстанции в режиме максимальных нагрузок

, (3.37

)

Величину ступени регулирования для трансформаторов класса 110 кВ принимаем по таблице 1.24 напряжения: =1,78.

Принимаем в качестве действительного регулировочного ответвления трансформаторов на первой подстанции в режиме максимальных нагрузок ближайшее меньшее целое число со знаком по отношении к .

=2

Для трансформаторов класса 110 кВ значение действительного ответвления должно лежать в диапазоне

, (3.38)

Условие 3.38 выполняется.

Действительное напряжение на стороне НН первой подстанции в режиме максимальных нагрузок

(3.39)

Аналогично выполняем расчеты для всех подстанций в режиме максимальных и минимальных нагрузок и послеаварийном режиме. Результаты расчетов сводим в таблицы 3.6, 3.7 и 3.8.

Таблица 3.6 – Выбор регулировочных ответвлений для режима максимальных нагрузок

№ п/с	U, кВ	Rт, Ом	Хт, Ом	Рт, Мвт	Qт, Мвар	ΔUт, кВ	кВ	mж,	mд,	Uднн, кВ
1	119,32	3,97	69,43	20,13	7,53	5,05	114,27	2,11	2	10,52
2	118,42	2,20	43,39	25,11	8,80	3,69	114,73	1,67	1	10,62
3	118,25	3,97	69,43	15,07	5,23	3,58	114,67	1,59	1	10,61
4	116,06	7,94	138,86	11,08	4,27	5,86	110,19	0,52	0	10,60
5	119,00	7,94	138,86	8,04	2,83	3,84	115,15	1,95	1	10,67

Таблица 3.7 – Выбор регулировочных ответвлений для режима минимальных нагрузок

№ п/с	U, кВ	Rт, Ом	Хт, Ом	Рт, Мвт	Qт, Мвар	ΔUт, кВ	кВ	mж,	mд,	Uднн, кВ
1	115,05	3,97	69,43	6,01	1,79	1,29	113,77	2,18	2	10,03
2	114,92	2,20	43,39	7,51	2,18	0,97	113,96	2,27	2	10,05
3	114,77	3,97	69,43	4,51	1,30	0,94	113,82	2,21	2	10,04
4	114,21	7,94	138,86	3,31	0,99	1,44	112,77	1,66	1	10,12
5	113,66	7,94	138,86	2,40	0,70	1,02	112,64	1,60	1	10,10

Таблица 3.8 – Выбор регулировочных ответвлений для послеаварийного режима

№ п/с	U, кВ	Rт, Ом	Хт, Ом	Рт, Мвт	Qт, Мвар	ΔUт, кВ	кВ	mж,	mд,	Uднн, кВ
1	117,50	7,94	138,86	20,13	7,53	5,132	112,37	-3,79	-4	10,54
2	115,68	4,39	86,79	25,11	8,80	3,779	111,90	-3,36	-4	10,63
3	115,18	7,94	138,86	15,07	5,23	3,672	111,51	-3,50	-4	10,60
4	112,93	7,94	138,86	11,08	4,27	6,026	106,91	-3,95	-4	10,51

В послеаварийном режиме учитывалось отключение одного из двух трансформаторов на двух трансформаторных подстанциях – 1,2 и 3, что приводит к увеличению сопротивлений в схемах замещения подстанций. Для пятой одно трансформаторной подстанции, питающейся по одно цепной линии послеаварийный режим отсутствует.