Определение сопротивлений трансформаторов с большим диапазоном регулирования напряжения (РПН)

На трансформаторах напряжением 35кВ и выше устанавливаются автоматические регуляторы напряжения, которые предназначены для поддержания требуемого уровня напряжения на шинах низшего напряжения (НН) при эксплуатационных изменениях напряжения на стороне высшего напряжения (ВН).

При регулировании напряжения изменяется сопротивление рассеяния трансформатора Х_тр. В общем случае при уменьшении коэффициента трансформации (-U_РПН) сопротивление Х_тр уменьшается по сравнению со средним его значением, а при увеличении коэффициента трансформации (+U_РПН) — увеличивается. При этом изменяются значения напряжений КЗ U_к% по сравнению с U_к.ср%, соответствующим среднему положению РПН. Крайнему «минусовому» ответвлению регулируемой обмотки сответствует U_к.мин%, а крайнему «плюсовому» ответвлению — U_{к макс%}.

Определяем сопротивления трансформатора с РПН, приведенные к регулируемой стороне ВН:

Х_тр.ср = U_к.ср% U²_ср.вн / (100 S_н.тр ) ; (3.5).

Х_тр.мин = U_к.мин% U²_мин.вн / (100 S_н.тр ) ; (3.6).

Х_{тр.макс} = U_к.макс% U²_{макс.вн} / (100 S_н.тр ), (3.7).

а U_мин.вн и U_{макс.вн} определяем по выражениям:

U_мин.вн = U_ср.вн (1 — U_*РПН ); (3.8).

U_{макс.вн} = U_ср.вн (1 + U_*РПН ), (3.9).

где U_ср.вн -среднее напряжение на стороне ВН, кВ; S_н.тр — номинальная мощность трансформатора, МВА; U_РПН половина полного диапазона регулирования на стороне ВН трансформатора, о.е. Сопротивление трансформатора получаем в ОМ.

Если напряжение U_{макс.вн}, рассчитанное по формуле (3.9), оказывается больше наибольшего значения, указанного в табл.3.1, то U_{макс.вн} следует принять по таблице.

Т, а б л и ц, а 3.1.

Номинальные, наибольшие и средние междуфазные напряжения электрических распределительных сетей.

При отсутствии паспортных данных по U_к.макс% и U_к.мин% их можно принять по табл.3.2.

Т, а б л и ц, а 3.2.

Напряжения короткого замыкания трансформаторов при крайних положениях РПН.

Вычисление максимально возможного тока короткого замыкания I⁽³⁾_к.макс следует производить при наименьшем сопротивлении питающей системы Х_{сист.мин} в максимальном ее режиме (S_к.макс или I_{к.зад.макс}) и сопротивлении Х_тр.мин, вычисленном по (3.6). В практических расчетах для выбора уставок релейной защиты понижающих трансформаторов с РПН I⁽³⁾_к.макс можно определять по выражению:

I⁽³⁾_{к.макс.вн} = U_ном.вн / (3(Х_{сист.мин} + Х_вл + Х_тр.мин )), (3.10).

где I⁽³⁾_{к.макс.вн} — максимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенный к ВН. U_ном.вн — номинальное междуфазное напряжение сети ВН (табл.3.1).

Приведение I⁽³⁾_к.макс к нерегулируемой стороне НН осуществляется не по среднему коэффициенту трансформации, а по минимальному, соответствующему тому же крайнему положению РПН, при котором вычисляется этот ток:

I⁽³⁾_{к.макс.нн} = I⁽³⁾_{к.макс.вн} U_мин.вн / U_ном.нн, (3.11).

где I⁽³⁾_{к.макс.нн} — максимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенный к НН.

Минимальный ток короткого замыкания I⁽³⁾_к.мин следует вычислять при наибольшем сопротивлении системы Х_{сист.макс} в минимальном ее режиме и наибольшем сопротивлении трансформатора, вычисленном по (3.7).

I⁽³⁾_{к.мин.вн} = U_ном.вн / (3(Х_{сист.макс} + Х_вл + Х_{тр.макс} )), (3.12).

где I⁽³⁾_{к.мин.вн} — минимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенный к ВН.

Приведение I⁽³⁾_{к.мин.вн} к нерегулируемой стороне НН следует осуществлять с помощью коэффициента трансформации, при котором вычисляется этот ток:

I⁽³⁾_{к.мин.нн} = I⁽³⁾_{к.мин.вн} U_{макс.вн} / U_ном.нн, (3.13).

где I⁽³⁾_{к.мин.нн} — минимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенный к НН. U_{макс.вн} — максимальное напряжение на ВН, рассчитанное по формуле (3.9), но не более, чем в табл.3.1.

Минимальный ток двухфзного КЗ I⁽²⁾_к.мин. упрощенно вычисляется по формуле:

I⁽²⁾_к.мин. = 3I⁽³⁾_к.мин. /2. (3.14).