Лабораторная работа № 2 исследование режима напряжения сельской радиальной сети и выбор надбавок у трансформаторов

Цель работы. Экспериментальное исследование сельской радиальной сети с понижающими трансформаторами.

2.1 Общие сведения

В настоящее время сельские потребители снабжаются электроэнергией главным образом по радиальным электрическим сетям от районных трансформаторных подстанций, питаемых от мощных энергосистем. При этом линии высокого, а также низ­кого напряжения, как правило, оказываются протяжен­ными и разветвленными. Чтобы обеспечить качество напряжения, значение которого для сельских электроустановок не должно от­личаться от номинального значения более чем на ±7,5 %, рекомендуется проводить мероприятия по регулированию напряжения. В качестве основного средства применяют встречное регулирование напряжения на районной распределительной подстанции в сочетании с подбором соответствующих ответвлений на потребительских трансформаторных подстанциях. Под встречным регулированием напряжения понимают принуди­тельное повышение напряжения в сетях в период наибольших нагрузок и его снижение в период наименьших нагрузок.

В тех случаях, когда при помощи встречного регулирования напряжения на районных подстанциях и подбора ответвлений на трансформаторах потребитель­ских подстанций все же не удается получить допусти­мые уровни напряжения, используют групповое или местное регулирование напряжения другими спосо­бами.

В качестве средств группового регулирования напряжения применяют вольтодобавочные трансформаторы или устройства продольной емкостной компенсации.

В качестве средств местного регулирования используют трансформаторы с изменением коэффициента трансформации под нагрузкой

(РПН). Для этого переключают выводы витков первичной обмотки тран­сформатора под нагрузкой без разрыва цепи. В настоящее время наиболее распространены трансформаторы 10/0,4 кВ с ручным переключением выводов ответвлений при снятой нагрузке и выключенном напряжении (ПБВ). При этом на обмотке высшего напряжения тран­сформаторов предусмотрены ответвления, обеспечиваю­щие следующие ступени регулирования: -5; -2,5; 0; + 2,5 и +5 %.

При холостом ходе понижающих трансформаторов номинальной ступени регулирования (0 %) соответствует постоянная надбавка напряжения на вторичной стороне, равная +5 %.

Суммарно на каждой из пяти ступеней регулирования будут соответственно следующие надбавки напряжения: 0; +2,5; +5; +7,5; +10 %.

В качестве повышающих трансформаторов, как правило, используют обычные понижающие трансформа­торы, но включаемые наоборот, то есть вторичная об­мотка понижающего трансформатора для повышающего становится первичной, а переключающие ответвления находятся на вторичной стороне повышающего трансформатора.

В результате этого для повышающего трансформа­тора номинальная ступень 0 % соответствует надбавке -5 %, остальные же ступени напряжения получают противоположные знаки. Суммарно на каждой из пяти ступеней регулирования будут соответственно сле­дующие надбавки напряжения: 0; -2,5; -5; -7,5 и -10 %.

Выбор соответствующих ответвлений на трансфор­маторах осуществляют как в процессе проектирования, так и при эксплуатации сельских электрических сетей.

Нужное ответвление, а значит, и соответствующую надбавку выбирают, исходя из уровня напряжения на шинах высшего напряжения подстанции в режиме минимальных и максимальных нагрузок.

При проектировании сельских распределительных сетей, когда действительные графики нагрузки установить трудно, для выбора ответвлений задаются двумя условными расчетными режимами: максимальным -100 % нагрузки и минимальным -25 % нагрузки.

Для каждого из режимов находят уровни напряжения на шинах трансформатора и подбирают соответствующую надбавку (ступень регулирования), удовлетворяющую условию допустимых отклонений напряжения (+ 7,5 ...-7,5 %).

В работе исследуются режимы радиальной схемы сети, питающейся от сельской электрической станции с генераторами G1, работающими в блоке с повышающими трансформаторами Т1.

От шин электрической станции отходят три линии напряжением 10 кВ, к которым подключено восемь трансформаторных пунктов 10/0,4 кВ (рисунок 2.1, а).

На схеме подробно показана линия № 1 напряжением 10 кВ, на примере которой проводятся исследования. Ответвления выбирают только на двух трансфор­маторах (Т2 и Т5).

От потребительских трансформаторов Т2 и Т5 отходят низковольтные линии с ближайшим от ТП потребителем а и удаленным b, который обычно находится в конце линии низкого напряжения.

Исследование режимов работы трехфазной сети сельскохозяйственного района проводят на модели, смонтированной по однофазной схеме замещения (рисунок 2.1, б).

Рисунок 2.1 Схема сельской радиальной сети с понижающими трансформаторами