14.3. Регулирование напряжения трансформаторов под нагрузкой
Устройство РПН двухобмоточного трансформатора
Обмотка высшего напряжения трансформатора с РПН состоит из двух частей: нерегулируемой или основной (а) и регулируемой (б). На регулируемой части обмотки имеется ряд ответвлений к неподвижным контактам 1, 2, 0, -1, -2. Ответвления 1, 2 включены согласно виткам основной обмотки. При включении ответвлений 1, 2 коэффициент трансформации увеличивается. Ответвления –1, -2 соответствуют части витков, которые включены встречно по отношению к виткам основной обмотки. Их включение приводит к уменьшению коэффициента трансформации.
На регулируемой части обмотки есть переключающее устройство. Оно состоит из подвижных контактов в и г, контакторов К1 и К2 и реактора Р. Середина обмотки реактора соединена с нерегулируемой частью обмотки высшего напряжения трансформатора. В нормальном режиме работы (без переключения) ток нагрузки обмотки высшего напряжения протекает через реактор и распределяется поровну между половинами обмотки реактора. Поэтому магнитный поток мал и потеря напряжения в реакторе тоже мала.
Переключения выполняются следующим образом. Предположим, что необходимо переключиться с ответвления 2 на ответвление 1. Для этого отключается контактор К1, переводится подвижный контакт в на ответвление 1 и вновь включается контактор К1. В результате этих действий секция 1 - 2 оказывается замкнутой на реактор. Значительная индуктивность реактора ограничивает уравнительный ток, который возникает из-за наличия напряжения на секции 1 – 2. Затем отключается контактор К2, переводится подвижный контакт г на ответвление 1 и включается контактор К2.
Выбор ответвлений двухобмоточного трансформатора
В соответствии с методом встречного регулирования напряжения на шинах 6 – 10 кВ районных подстанций меняется в зависимости от режима нагрузки. Добавка (V %) к номинальному напряжению питаемой сети составляет:
+ 5 % при максимальной нагрузке в нормальном режиме работы сети;
0 % при минимальной нагрузке, которая не превышает 30 % от максимальной нагрузки;
0 – 5 % в послеаварийном режиме в период максимальной нагрузки.
Если минимальная нагрузка превышает 30 % максимальной, то добавку к напряжению можно рассчитать по формуле:
или определить из следующего графика (рис. 19.1).
Желаемый уровень напряжения на шинах 6 – 10 кВ районных под-станций в зависимости от режима нагрузки рассчитывается по формуле:
При отсутствии регулирования фактическое напряжение на шинах 6 – 10 кВ подстанций определяется с учетом номинального коэффициента трансформации:
где Uн* - напряжение на шинах низшего напряжения подстанции, приведенное к напряжению высокой стороны. Определяется при расчете режима сети.
UВНОМТ, UННОМТ - соответственно высшее и низшее номинальные напряжения обмоток трансформатора.
При установке устройства РПН в нейтрали обмотки высшего напряжения коэффициент трансформации трансформатора можно записать следующим образом:
Тогда желаемое напряжение на шинах низшего напряжения подстанций при его регулировании может быть рассчитано по формуле:
Из этого выражения можно определить необходимое напряжение ответвления устройства РПН:
Далее расчет выполняется в следующем порядке:
Рассчитывается напряжение ступени регулирования (в кВ):
где ΔUCT[%] - ступень регулирования устройства РПН. Принима-ется по паспортным данным трансформатора.
Рассчитывается необходимый номер ответвления:
3. Принимается ближайший номер стандартного ответвления nотв ст.
4. Рассчитывается напряжение принятого стандартного ответвления:
5. Определяется фактическое напряжение на шинах низшего напряжения трансформатора:
Расчет выполнен правильно, если выполняется условие:
Если устройство РПН установлено на стороне низшего напряжения трансформатора, то его коэффициент трансформации равен:
а желаемое напряжение на шинах низшего напряжения подстанций при его регулировании может быть рассчитано по формуле:
Необходимое напряжение ответвления устройства РПН в этом случае равно:
Далее все расчеты выполняются по пунктам 1 – 4 по низшему номинальному напряжению трансформатора . Фактическое напряжение на шинах низшего напряжения подстанции будет равно:
