Грунин О. М, Савицкий Л.В. Электроэнергетические системы и сети. Сборник задач

Подождите немного. Документ загружается.

171

Принимаем n=2. Вычислим коэффициент трансформации



828,1

)02,021(121

230

)nE1(U

BН













. Действительное

напряжение на шинах СН составит

кВ3,117828,14,214

U 



 , что близко к желаемому

значению. Значение коэффициента трансформации

91,2011230

K 



Фактическое напряжение на шинах НН равно

кВ94,991,208,207

U 



 .

Для получения желаемого напряжения на шинах 10 кВ следует

установить ЛР. Мощность линейного регулятора выбирается из расчета

его допустимой перегрузки в послеаварийном режиме (когда при

отключении одного из n регуляторов перегрузка не должна превышать

40%):

AMB5,15

4,1)12(

1218

4,1)1n(

ЛP











 .

По приложению П2.10 примем два ЛР типа ЛТМН-16000/10 с

регулировочным диапазоном %5,110





. Для получения желаемого

напряжения на шинах 10 кВ необходимо определить номер

переключателя ответвления m, используя выражение:

)mE1(

жел

U  ,

откуда 74,1015,0)194,92,10(E)1

жел

U(m  . Примем m=2.

Действительное напряжение на стороне НН равно:

24,10)015,021(94,9

факт

U  кВ,

что близко к желаемому значению.

172

Пример 6.4.2. Потребитель, мощность которого 426 кВт, а 5,0cos





питается посредством линии электропередачи 6 кВ. Напряжение на

зажимах потребителя равно 5,6 кВ. Необходимо, чтобы напряжение

было 6 кВ. Определить мощность установки продольной емкостной

компенсации и подобрать конденсаторы для установки.

Решение. Вычислим предварительно реактивную и полную мощность

нагрузки, а так же ток в линии: 8525,0426cosPS  кВ·А;

73873,1426PtgQ











квар; 82)63(852)

ном

U3(SI  А.

Емкостное сопротивление установки продольной компенсации можно

определить двумя способами.

Способ 1. Мощность, генерируемую УПК (квар), определим как

665,0)

5,0

)66,5(866,0(426cos)

cos

)UU((sinP

Q 



 ,

где U, U″-напряжения на зажимах потребителя до и после включения

установки продольной компенсации. Поскольку

XI3Q  , то

сопротивление УПК найдем как 27,3)

823(66000)

I3(

X  Ом.

Способ 2. Из формулы (6.2) вычисляем

X непосредственно

25,3738,06)6,56(QU)UU(X









 Ом, т.е. результаты

определения

X практически совпали.

Выбираем конденсаторы типа КПМ-0,6-50-1 ( 6,0

ном

U  кВ;

5,83

ном

I  А; 50

ном

Q  квар; 2,7

X  Ом), сопротивление которых

ближе всего к расчетному значению. Примем предварительно, что в

каждую фазу линии параллельно включены два конденсатора (n

=2).

Эквивалентное сопротивление УПК равно 6,322,7nXX

KKУПК



Ом. Максимальный ток через отдельный конденсатор определим как

41282nII



А, что не превышает

ном

I . Фазная величина

разности потенциалов на обкладках конденсаторов равна

2952,741XIE









В, что меньше

ном

U .

173

Мощность УПК (на три фазы) равна

73106,3)82(3XI3Q

УПК





квар. Установленная мощность

УПК составит 3005023Qn3Q

номкУСТ

 квар. Коэффициент

использования установленной мощности УПК определим как

24,030073QQK

УСТУПКИ

 .

Пример 6.4.3. Три ТП 10/0,4 кВ получают питание от магистральной

линии. Номинальные мощности трансформаторов (кВ·А),

сопротивления участков магистральной линии (Ом) и наибольшие

нагрузки потребителей (кВ·А) указаны на схеме сети (рис 6.5).

Напряжение источника питания 9,9

U  кВ. Все трансформаторы

имеют устройство ПБВ с диапазоном %5,22





. Подобрать

регулировочное ответвление трансформатора ТП-3 для обеспечения

на шинах НН (узел В) напряжения, равного 380 В. При нехватке

регулировочных возможностей трансформатора, наметить место и

определить тип и мощность комплектной конденсаторной установки

для обеспечения желаемого уровня напряжения.

Рис 6.5

Решение. Справочно для ТМ-630/10 имеем: 10U

 кВ; 4,0U



кВ; 8,8j9,1Z

 Ом (сопротивления приведены к

U ).

Распределение мощностей в ветвях схемы определим приближенно,

без учета потерь мощности. Сопротивление ветви 2-3 и

трансформатора ТП-3 сложим последовательно. Результаты

приведены на рис 6.6.

174

Рис 6.6

Наибольшую потерю напряжения в сети (от источника питания А до

узла 4) вычислим приближенно:

.В14959,9/)1,113608,34203,2660

9,18209,28606,21120(U)XQRP(U

Aiiii

























При использовании уточненных значений узловых напряжений

наибольшая потеря равнялась бы 1495 В, т.е. отклонение

приближенного значения



от более точного составило бы примерно

5%, что допустимо, т.к. сопоставимо с погрешностью исходных

данных.

Приведенное напряжение

U'U  определим как

48,842,19,9U

U'U  кВ. Регулировочное ответвление

трансформатора ТП-3 вычислим по формуле (6.1):

3,4

025,010

1038,04,048,8

UUU'U

0BH

BHжелHH











 .

Принимаем предельное ответвление n=-2. Вычислим коэффициент

трансформации: 75,234,0)025,021(10U)nE1(UK

HH0BHT

 .

Фактическое напряжение на шинах НН ТП-3 составит

357,075,2348,8K'UU



кВ, что, как и ожидалось, меньше

желаемого напряжения. Для обеспечения 380U

жел



В в узле В

необходимо, чтобы приведенное напряжение в узле 4 составляло бы

175

025,975,2338,0KUU

жел

 кВ, т.е. должно быть увеличено на

545,048,8025,9UUU





 кВ.

Если нет противопоказаний, то конденсаторную установку выгоднее

всего подключить к шинам 0,4 кВ ТП-3 (к узлу В). Мощность батареи,

включаемой параллельно нагрузке, определим из условия

ном

БК

UXQU







Вычислим результирующее сопротивление сети от пункта А до узла 4:

3,161,113,29,2XXXX













Ом.

Тогда 3343,1610545XUUQ

ном

БК















квар.

После подключения косинусной батареи в узле В, потоки реактивной

мощности на каждом из участков А-1, 1-2 и 2-4 (рис 6.6) уменьшатся

на 334 квар, а потеря напряжения в сети составит

























9,18209,25266,21120(U)X)QQ(RP('U

AiБКiii

872

)

420

326















. В

Напряжение в узле В после включения батареи конденсаторов

составит 38,075,23)872,09,9(K)'UU(U













кВ, что

равно желаемому значению.

Заметим, что при установке БК на шины 10 кВ ТП-3 тот же эффект

достигался бы при мощности батареи в 1050 квар. Эта мощность

превышает реактивную нагрузку всей сети.

Найденное значение 334Q

БК



квар – это рабочая мощность батареи.

Обычно косинусные батареи вырабатывают примерно 70%

установленной мощности. Установленную мощность БК оценим как

4777,03347,0QQ

БКУСТ

 квар. По приложению П2.15 выберем

УК-0,38-450 с 450Q

УСТ

 квар (9 секций по 50 квар).

6.5. Задачи для самостоятельного решения

176

6.1. На районной подстанции установлен трансформатор типа ТДН -

16000/110. Напряжение на шинах ВН подстанции при максимальной

нагрузке равно 104 кВ, а в момент минимума нагрузки - 110 кВ.

Потери напряжения в трансформаторе составляют: при максимальной

нагрузке U=5 кВ, при минимальной U"=1,8 кВ. Выбрать

регулировочные ответвления трансформатора для этих режимов, если

на подстанции осуществляется встречное регулирование напряжения.

Найти коэффициенты трансформации и действительные напряжения

на шинах НН. Номинальное напряжение распределительной сети,

питаемой от подстанции, равно 10 кВ.

6.2. На понижающей подстанции установлены трансформаторы

типа ТДН- 10000/35. Напряжение на стороне ВН трансформаторов

при максимальной нагрузке равно 33 кВ, а при минимальной - 35 кВ.

Потери напряжения в трансформаторах при максимальной нагрузке

составили U=5 кВ, а при минимальной - U"=1,8 кВ. На стороне НН

трансформаторов необходимо стабилизировать напряжение на уровне

6 кВ. В каком диапазоне регулирования напряжения должны работать

трансформаторы ?

6.3. Два трансформатора типа ТРДН - 25000/110 работают на

подстанции параллельно. Напряжение на входе трансформаторов в

максимальном режиме равно 106 кВ. Наибольшая нагрузка подстанции

на шинах 10 кВ составляет (30+j18) МВA. Определить номер

регулировочного ответвления и действительное напряжение на шинах

НН, если на подстанции осуществляется встречное регулирование

напряжения.

6.4. Главная понижающая подстанция завода питается линией

110 кВ от районной подстанции, на которой напряжение

стабилизировано на уровне 115 кВ. Потери напряжения в линии

равны: при максимальной нагрузке U

=7 %, при минимальной -

U

=2,5 %. Потери напряжения в трансформаторе ГПП при

177

максимальной нагрузке составляют U

=5,2 %, а при минимальной -

U"

=1,8 %. Определить на каких ответвлениях должен работать

трансформатор типа ТДН - 16000/110 на ГПП с тем, чтобы обеспечить

встречное регулирование напряжения на шинах 10 кВ.

6.5. На ГПП завода установлены два трансформатора типа TДH

-I6000/110 (рис. 6.7). Завод питается от районной подстанции

посредством двухцепной линии, выполненной проводом AC - 95/16

протяженностью 40 км. На районной подстанции осуществляется

стабилизация напряжения на уровне 115 кВ. Максимальная нагрузка

ГПП равна (27+j16) МВА, минимальная - (15 +j 8) МВА. Определить

необходимые регулировочные ответвления трансформаторов ГПП для

режимов наибольшей и наименьшей нагрузок завода.

Рис. 6.7 Рис. 6.8

6.6. На заводской подстанции установлен трансформатор типа

ТРДЦН - 160000/220, на вводах ВН которого напряжение при

максимальной нагрузке равно 227 кВ, а при минимальной нагрузке- 222

кВ. Потери напряжения в трансформаторе составляют: в максимальном

режиме - 11,6 кВ; в минимальном - 6,2 кВ. На подстанции при

максимальной нагрузке напряжение должно поддерживаться на 10 %

выше номинального значения, а при минимальной нагрузке должно

быть равно номинальному. Выбрать регулировочные ответвления

трансформатора.

6.7. На понижающей подстанции 110/10 кВ установлены два

178

трансформатора типа ТРДН - 40000/110 с пределами регулирования

коэффициента трансформации 11591,78 % / 10,5. Исходя из

требований встречного регулирования напряжения, оценить

достаточность регулировочного диапазона трансформаторов для

режимов максимальной и минимальной нагрузок подстанции, равных:

макс

= (59+j 29) МВA и S

мин

=(27+j 15) МВA. Напряжения на стороне

ВН подстанции (U

) в указанных режимах равны: U

1 макс

=103 кВ и U

мин

=109 кВ. Сопротивление схемы замещения двух параллельно

включённых трансформаторов составляет Z

п/cт

= 0,72 +j 17,4 Ом.

6.8. На районной понижающей подстанции 220/10 кВ работают

параллельно два трансформатора мощностью 63 МВA каждый. Нагрузка

на шинах вторичного напряжения подстанции равна: для максимального

режима: S

макс

=(80+j40) МВA; для минимального - S

мин

=(45+j28) МВA.

Напряжение на вводах ВН трансформаторов составляет: для

максимального режима U

макс

=215 кВ; для минимального режима - U

мин

=219 кВ. Требуется подобрать коэффициенты трансформации

трансформаторов, обеспечивающие встречное регулирование на шинах

НН подстанции.

6.9. На заводской подстанции установлен трансформатор старого

образца с пределами регулирования коэффициента трансформации

11022,5 % / 11 кВ. Определить наивыгоднейший коэффициент

трансформации и действительные напряжения на стороне потребителя,

если известно, что напряжение на стороне ВН трансформатора

изменяется от 115 кВ в минимальном до 108 кВ в максимальном

режимах. Потери напряжения в обмотках трансформатора составляют

5,5 кВ в режиме максимальной нагрузки и 2,8 кВ в режиме

минимальной нагрузки. Желаемое напряжение на шинах НН

подстанции заключено в пределах 11,0  9,5 кВ.

6.10. В конце воздушной линии 110 кВ установлен трансформатор с

ПБВ, имеющий пределы регулирования коэффициента

179

трансформации 11022,5 % / 11 кВ. Сопротивление трансформатора

=8 +j 85 Ом. Нагрузка на шинах НН подстанции для максимального

режима равна S

макс

=(9+j 6) МВA, а для минимального - S

мин

=(3 +j 2)

МВA. Напряжения на входе трансформатора для этих режимов

составляют: U

макс

=104 кВ; U

мин

= 110 кВ. Требуется выбрать

коэффициент трансформации и определить напряжения на вторичной

стороне трансформатора для обоих режимов, если известно, что на

шинах НН подстанции желательно иметь минимальные отклонения

напряжения.

6.11. На подстанции установлены два понижающих трансформатора

типа ТРДН – 40000/110. Мощность, поступающая на шины ВН, равна

max

=62+j23 МВА и распределена между трансформаторами поровну.

Желаемое напряжение на шинах 10 кВ ПС равно 10,5 кВ. Выбрать

регулировочное ответвление РПН, если напряжение на шинах ВН

подстанции равно 102 кВ.

6.12. На подстанции установлен трансформатор типа ТДТН-25000/

110/35. В режиме наибольших нагрузок напряжение на шинах ВН равно

106 кВ; в режиме наименьших - 110 кВ. Нагрузка на шинах СН и НН

подстанции равна: для максимального режима S

сн

= (12 +j 9) МВА, S

нн

= (8 +j 5) МВА; для минимального S

сн

= (7 +j 6) МВА, S

нн

= (5 +j 3)

МВА. На шинах 10 кВ подстанции осуществляется встречное

регулирование напряжения. На шинах 35 кВ подстанции во всех

режимах наилучший уровень напряжения равен 36,8 кВ. Выбрать

ответвления РПН и ПБВ трансформатора.

6.13. На районной понижающей подстанции работают параллельно два

трансформатора типа ТРДЦН - 63000/220. Максимальная нагрузка на

шинах 10 кВ подстанции равна 80 МВт при коэффициенте мощности

0,91. Наименьшая нагрузка составляет 0,4 от максимальной при

снижении на 0,05 значения коэффициента мощности. В режима

наименьших нагрузок один трансформатор отключен. Напряжение на

180

шинах ВН в максимальном режиме равно 225 кВ, в минимальном - 233

кВ. Определить регулировочные ответвления трансформаторов,

необходимые для осуществления встречного регулирования

напряжения.

6.14. От электростанции по двухцепной линии 110 кВ длиной 60

км, выполненной проводами АС - 70/11, питается районная

понижающая подстанция, на которой установлены два трансформатора

типа ТДН - 16000/110. Максимальная нагрузка на шинах 10 кВ

подстанции S

макс

=25 МВА при cos =0,9. На шинах электростанции

поддерживается напряжение 115 кВ. Требуется определить

регулировочное ответвление трансформаторов для режима

максимальных нагрузок.

6.15. На районной подстанции параллельно работают два

автотрансформатора типа АТДТН - 32000/220/110, имеющие на

линейных выводах обмоток среднего напряжения РПН с диапазоном

регулирования  62 %. В режиме наибольших нагрузок напряжение на

входе автотрансформаторов равно 215 кВ, а нагрузки на шинах

среднего и низшего напряжения подстанции равны соответственно S

сн

= (20 +j12) МВА и S

нн

= (6 +j 3) МВА. В режиме наименьших

нагрузок напряжение на шинах ВН подстанции равно 221 кВ, а

нагрузки на стороне 110 и 10 кВ составляют S

сн

= (12 +j 7) МВА и S

нн

(4 +j 2) МВА.

Выбрать регулировочные ответвления и определить

действительные напряжения на шинах 110 и 10 кВ для режимов

наибольших и наименьших нагрузок, если на стороне среднего

напряжения подстанции осуществляется встречное регулирование

напряжения.

6.16. Подстанция, находящаяся на расстоянии 3 км от главной

понижающей подстанции, питается по воздушной линии 10 кВ,

выполненной проводами АС - 50/8. Провода на деревянных опорах