Пример ручного выбора отпаек РПН

В данной статье представлен пример ручного расчета выбора оптимальной отпайки РПН трансформатора.

Задание

Выбрать рациональную отпайку РПН на понижающем трансформаторе ТРДН-40000/220.Требуемое напряжение на шинах потребителя: 6 кВ. Выбранная отпайка должна быть оптимальна с точки зрения требуемого напряжения на шинах потребителя.[1] Регулировочные ответвления на трансформаторе использованы с максимальными возможностями, напряжение базисного узла повышать нельзя. Нагрузка в максимальном режиме :[math] \displaystyle S_н=50+j20[/math] МВА. Напряжение на высшей стороне трансформатора 220 кВ.Трансформатор имеет пределы регулирования ±8×15 %.

Исходные данные

1. Трансформатор ТРДН-40000/220
2. [math] \displaystyle S_н=50+j20 [/math] МВА
3. [math] \displaystyle U_{в}=220 [/math] кВ
4. [math] \displaystyle U_{тр}=6 [/math] кВ
5. Пределы регулирования ±8×1,5 %

Решение

Согласно справочным данным [math] \displaystyle U_{вн}=230[/math] кВ,[math] \displaystyle U_{нн}=6,6[/math] кВ, тогда коэффициент трансформации идеального трансформатора [math] \displaystyle 2’2[/math]:

[math] \displaystyle k_{тр}=\frac{230±8×1,5\%}{6,6} [/math]

Для выбора рациональной отпайки следует учесть падение напряжения в сопротивлении трансформатора и потери мощности, то есть расчет сводится к итерационному процессу, так как задано напряжение в питающем узле 1 и нагрузка потребителя в узле 2. Для упрощения расчета пренебрежем потерями мощности в трансформаторе, тогда:

[math] \displaystyle U_{2'}=U_1-∆U_{12}[/math]

[math] \displaystyle ∆U_{12'}=∆U_{12}+jδU_{12}[/math]

[math] \displaystyle ∆U_{12}=\frac{PR+QX}{U}=\frac{50\cdot2,8+20\cdot79,4}{220}=8 кВ[/math]

[math] \displaystyle δU_{12}=\frac{PX+QR}{U}=\frac{50\cdot79,4-20\cdot2,8}{220}=18 кВ[/math]

[math] \displaystyle \dot U_{2'}=220-8-j18=212-j18=212,8\angle-4,9^\circ[/math]

Для обеспечения номинального напряжения [math] \displaystyle U_{н.пот}[/math] у потребителя можно найти требуемый коэффициент трансформации

[math] \displaystyle k_{треб}=\frac{U_{2'}}{U_{н.пот}} =\frac{212,8}{6}=35,47[/math]

Теперь для выбора рациональной отпайки найдем цену одной, которая равна 1,5 % от [math] \displaystyle U_{вн}[/math], то есть 3,45 кВ

[math] \displaystyle k_{треб}=\frac{230±x\cdot3,45}{6,6}=35,47[/math]

Отсюда

[math] \displaystyle x=\frac{35,47\cdot6,6-230}{3,45}=1,2 [/math]

Следовательно, можно выбрать первую или вторую отпайки. При x=2 напряжение у потребителя

[math] \displaystyle U_{потр}=\frac{212,8\cdot6,6}{230+2\cdot3,45}=5,92 кВ[/math]

При x=1 напряжение у потребителя

[math] \displaystyle U_{потр}=\frac{212,8\cdot6,6}{230+1\cdot3,45}=6,01 кВ[/math]

Учитывая, что выбор отпаек производится в режиме максимальных нагрузок следует выбрать x=1, обеспечивающею слегка заниженное напряжение, так как при снижении нагрузки напряжение увеличится. Выбор заниженного напряжения позволяет снизить число переключений РПН в сутки. При выборе отпаек в минимальном режиме следует стремиться к завышенному напряжению.

Моделирование в ПК RastrWin

Создадим модель данной сети в программном комплексе RastrWin для проверки выбранных отпаек. До регулирования напряжения с помощью РПН.

После регулирования напряжения с помощью РПН. Нумерация отпаек в RastrWin производится с крайней отрицательной отпайки. Поэтому 10 номер отпайки, отмеченный зеленым цветом на схеме, соответствует 1 отпайке.

Файлы для скачивания

Архив с примером расчета в ПК RastrWin

См. также

• Трансформатор
• Схема замещения трансформатора
• Справочные данные параметров трансформаторов от 35 кВ
• ГОСТ 32144-2013
• Ручной расчёт установившегося режима разомкнутой электрической сети

Использованные источники

1. ГОСТ 32144―2013 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения
2. Программный комплекс «RastrWin3». Руководство пользователя от 25.05.2018 г. / В. Г. Неуймин, Е. В. Машалов, А. С. Александров, А. А. Багрянец