Регулирование напряжения в электрической сети

На шинах подстанций в реальных режимах электрических сетей напряжения, как правило, отличаются от номинального. Это различие напряжений в ГОСТ Р 54149-2010 характеризуется отрицательным и положительным отклонениями напряжения в точке передачи электроэнергии [7]:

(67)

(68)

где , - значения напряжения, меньшие и большие соответственно, усредненные в интервале времени 10 мин;

- напряжение, равное стандартному номинальному или согласованному напряжению.

Для указанных показателей качества электрической энергии установлены следующие нормы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10 % номинального или согласованного значения напряжения в течение 100 % времени интервала в одну неделю.

В данном курсовом проекте электрические сети напряжением 6-10 кВ не рассматриваются, поэтому в режиме максимальных нагрузок рекомендуется обеспечить уровень напряжения на шинах НН подстанций в пределах 1,05-1,10 .

Для обеспечения требуемого качества электрической энергии необходимо осуществить регулирование напряжения, то есть изменение уровней напряжения с помощью специальных технических средств, а именно:

1) трансформаторов и автотрансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН);

2) линейных регулировочных трансформаторов.

Основными средствами регулирования напряжения в электрических сетях являются трансформаторы и автотрансформаторы с РПН. В случае переменной нагрузки ПУЭ рекомендуют осуществлять встречное регулирование, суть которого заключается в том, что в период наибольших нагрузок на шинах 6-10 кВ ЦП должно обеспечиваться поддержание напряжения не ниже 105 % . В режиме наименьших нагрузок напряжение уменьшают до величины, как можно более близкой к .

Трансформаторы с РПН имеют специальное переключающее устройство, позволяющее изменять число витков одной из обмоток трансформаторов без отключения нагрузки. При этом меняется коэффициент трансформации трансформаторов. Число ступеней регулировочных ответвлений и диапазон регулирования указываются в таблицах с паспортными данными трансформаторов. Целью расчетов регулирования напряжения является определение достаточности диапазона регулирования РПН для поддержания желаемого уровня напряжения .

Осуществим регулирование напряжение на шинах 10 кВ подстанций в режиме максимальных нагрузок.

На подстанции 3 установлено два двухобмоточных трансформатора типа ТДТН-

16000/110, имеющих устройства РПН с диапазоном регулирования ±9×1,78 %, установленные на стороне высшего напряжения. В результате расчетов параметров режима максимальных нагрузок действительное напряжение на шинах низкого напряжения при номинальном коэффициенте трансформации равно, кВ:

Номинальные напряжения обмоток, кВ:

Осуществим встречное регулирование напряжения таким образом, чтобы оно было в пределах 10,5-10,7 кВ. Примем желаемое значение напряжения, кВ:

.

Зная действительное напряжение на шинах низшего напряжения, определим напряжение на шинах низшего напряжения, приведенное к высшему напряжению, кВ:

(69)

.

Напряжение ответвления РПН можно определить из условия, кВ:

(70)

где U_{Н НОМ} – номинальное напряжение обмотки НН трансформаторов, кВ;

U_НЖ – напряжение, которое необходимо поддерживать на шинах НН в различных

режимах сети.

.

Ступень РПН, которой соответствует данное напряжение ответвления находится из условия:

(71)

где n – номер регулировочного напряжения;

DU_СТ% – величина ступени напряжения РПН, определяется из справочных данных.

откуда:

(72)

Округляя номер ступени до ближайшего целого значения (n=1) можно определить напряжение на шинах низшего напряжения при найденном коэффициенте трансформации, кВ:

что соответствует желаемому.

Регулирование напряжения на шинах 10 кВ остальных подстанций находятся аналогично.

Результаты регулирования напряжения (в ручную) в режиме максимальных нагрузок приведены в таблице 20.

Результаты регулирования напряжения в режиме максимальных нагрузок по программе «ROOR» приведены в таблице 21.

Таблица 20

Результаты регулирования напряжения в режиме максимальных нагрузок

П/ст	UН^В, кВ	UВ НОМ, кВ	UН НОМ, кВ	UН Ж, кВ	UОТВ, кВ	n	UН^Д, кВ
Режим максимальных нагрузок
	113,3		10,5	10,5	113,30	-1	10,53
	117,6			10,5	123,20		10,50
	117,6		10,5	10,7	117,6		10,55
			10,5	10,5	111,00	-2	10,51
	111,3		10,5	10,5	111,30	-2	10,54
	113,7			10,5	119,11		10,50
Аварийный режим
	101,5		10,5	10,5	101,50	-7	10,59
	112,1			10,5	117,44		10,54
	100,5			10,5	105,29	-5	10,55
	99,2		10,5	10,5	99,20	-8	10,56
	99,5		10,5	10,5	99,50	-8	10,59
	108,2			10,5	113,35	-1	10,54

Таблица 21

Результаты регулирования напряжения в режиме максимальных нагрузок по программе «ROOR»

Номер подстанции
Тип трансформатора	ТРДН- 40000/110	ТМН- 6300/110	ТДТН- 16000/110	ТРДН- 25000/110	ТРДН- 25000/110	ТДН- 10000/110
РПН на стороне	ВН	ВН	ВН	ВН	ВН	ВН
Пределы регулирования РПН, %	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78
Действительное напряжение на шинах НН, кВ	10,098	10,955	10,509	9,956	10,021	10,747
Номер ступени РПН	-3			-3	-3
Напряжение после регулирования на шинах НН, кВ	10,668	10,578	10,509	10,518	10,587	10,559

Регулирование напряжения на шинах 10 кВ остальных подстанций произведем при помощи программы «ROOR». Результаты регулирования напряжения в режиме минимальных нагрузок приведены в таблице 19.

Таблица 19

Результаты регулирования напряжения в режиме минимальных нагрузок

Номер подстанции
Тип трансформатора	ТРДН- 40000/110	ТМН- 6300/110	ТДТН- 16000/110	ТРДН- 25000/110	ТРДН- 25000/110	ТДН- 10000/110
РПН на стороне	ВН	ВН	ВН	ВН	ВН	ВН
Пределы регулирования РПН, %	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78
Действительное напряжение на шинах НН, кВ	9,911	10,825	10,274	9,680	9,713	10,459
Номер ступени РПН	-1			-3	-2
Напряжение после регулирования на шинах НН, кВ	10,091	10,105	10,094	10,038	10,072	10,099

Осуществим регулирование напряжение на шинах 10 кВ подстанций в послеаварийных режимах.

Регулирование напряжения на шинах 10 кВ подстанций в послеаварийных режимах произведем при помощи программы «ROOR». Результаты регулирования напряжений при отключении одной цепи линии А-1 приведены в таблице 20, а при отключении линии 1-4 – в таблице 21.

Таблица 20

Результаты регулирования напряжения при отключении одной цепи линии А-1

Номер подстанции
Тип трансформатора	ТРДН- 40000/110	ТМН- 6300/110	ТДТН- 16000/110	ТРДН- 25000/110	ТРДН- 25000/110	ТДН- 10000/110
РПН на стороне	ВН	ВН	ВН	ВН	ВН	ВН
Пределы регулирования РПН, %	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78
Действительное напряжение на шинах НН, кВ	9,210	10,716	9,529	8,957	8,995	10,345
Номер ступени РПН	-7		-6	-9	-9	-2
Напряжение после регулирования на шинах НН, кВ	10,521	10,716	10,669	10,666	10,711	10,727

Таблица 21

Результаты регулирования напряжения при отключении линии 1-4

Номер подстанции
Тип трансформатора	ТРДН- 40000/110	ТМН- 6300/110	ТДТН- 16000/110	ТРДН- 25000/110	ТРДН- 25000/110	ТДН- 10000/110
РПН на стороне	ВН	ВН	ВН	ВН	ВН	ВН
Пределы регулирования РПН, %	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78	±9×1,78
Действительное напряжение на шинах НН, кВ	9,787	10,716	9,959	9,008	9,586	10,345
Номер ступени РПН	-5		-4	-8	-5	-1
Напряжение после регулирования на шинах НН, кВ	10,743	10,716	10,722	10,504	10,522	10,533

Таким образом, диапазона РПН достаточно для осуществления встречного регулирования напряжения на шинах каждой подстанции рассматриваемой сети во всех режимах ее работы.

Дата добавления: 2015-10-13