Электропитающие системы и электрические сети (электрические системы и сети): Методические указания к самостоятельной работе, страница 3

          Расчет напряжений производится в направлении от источников питания к потребителям. При этом каждое следующее напряжение, отделенное от уже рассчитанного или заданного сопротивлением Z (рис. 5), определяется по формуле

          ,                                            (5)

где U₁ – известное напряжение; DU_пр и DU_поп – продольная и поперечная составляющие падения напряжения в сопротивлении Z, равные

          ,                                                    (6)

          ,                                                   (7)

где и – мощности, протекающие через сопротивление со стороны известного напряжения и направленные от известного напряжения к искомому (рис. 5).

 

 

     Рис. 5. К расчету напряжений

            В распределительных сетях учитывается только продольная составляющая падения напряжения, которая рассчитывается через номинальное напряжение.

При переходе через идеальный трансформатор (две пересекающихся штриховых окружности на схеме замещения) напряжение меняется в коэффициент трансформации раз.

          Расчет регулировочных ответвлений РПН силовых трансформаторов производится с целью поддержания напряжения на низкой стороне подстанций в допустимых пределах. В работе рассматривается режим максимальных нагрузок, в котором эти пределы составляют 105… 110% от номинального напряжения сети. Если напряжения попали в этот диапазон, то расчет ответвлений производить не требуется.

          Устройство РПН позволяет регулировать коэффициент трансформации под нагрузкой за счет изменения числа витков обмотки высшего напряжения у двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов и обмотки среднего напряжения у автотрансформаторов. С учетом этого коэффициенты трансформации определяются по следующим выражениям:

          – двухобмоточные трансформаторы

;                                (8)

          – трехобмоточные трансформаторы

,                              (9)

;                          (10)

          – автотрансформаторы

,                               (11)

где n_рег – регулировочное ответвление, равное отношению добавки числа витков в обмотке, где установлено РПН, к номинальному числу витков в этой обмотке, взятому с обратным знаком (при уменьшении числа витков регулировочное ответвление считается положительным).

          Расчет регулировочных ответвлений двухобмоточных трансформаторов (рис. 6) производится в следующем порядке:

1. Определяется желаемый коэффициент трансформации по формуле

,                                              (12)

где  – напряжение на низкой стороне, приведенное к высокой стороне;  – желаемое напряжение на низкой стороне, в качестве которого выберем верхнюю границу допустимого диапазона;

          2. Вычисляется желаемое регулировочное ответвление и номер отпайки РПН:

,                                          (13)

,                                            (14)

где DU_рег– шаг регулирования напряжения, о.е.;

          3. Номер отпайки n_отпокругляется до ближайшего меньшего целого числа (если в качестве желаемого напряжения выбрана верхняя граница допустимого диапазона), попадающего в пределы регулирования;

          4. Рассчитывается фактическое регулировочное ответвление, фактический коэффициент трансформации и фактическое напряжение на низкой стороне:

,                                               (15)

,                                           (16)

.                                                 (17)

          Если все сделано правильно и диапазон регулирования напряжения достаточен, то величина U_н должна попасть в допустимые пределы.

 

Рис. 6. Схема замещения к расчету регулировочных ответвлений двухобмоточных трансформаторов

          У трехобмоточных трансформаторов напряжение регулируется одновременно на средней и низкой сторонах, поэтому расчет ответвлений может производиться относительно одной из этих сторон. Поддержание напряжения на средней стороне в указанных выше пределах является желательным, но не строго обязательным (за исключением верхней границы), так как перед нагрузкой имеется еще одна трансформация с РПН. В связи с этим рассмотрим регулирование напряжения относительно низкой стороны.