Карты режимов сети

На основании проведенного расчета вычерчивают карты потокораспределения для трех режимов. Карту потокораспределения составляют в соответствии с конфигурацией сети для выбранного варианта. Каждую подстанцию символически обозначают кружком, в верхней части которого указывает номер или буквенное обозначение подстанции, использованное при проведении расчетов, в нижней – действительное напряжение на ее шинах.

Линии передачи и обмотки трансформаторов связи символически обозначают прямоугольником, в который заносят цифровые обозначения активных и реактивных сопротивлений (рис.22). Стрелками показаны расчетные нагрузки в узлах , расчетные мощности станций , потоки мощности по участкам сети , и потери мощности в элементах сети .

Рис. 22. Пример представления карты режима сети

5. Обеспечение требуемого качества напряжения в сети,

выбор отпаек на трансформаторах

Потребители могут эффективно работать только при определенном качестве электрической энергии, т.е. при нормированных значениях частоты, напряжения, несимметрии и несинусоидальности формы кривой напряжения.

Снижение качества электроэнергии может привести к следующим отрицательным последствиям:

– увеличению потерь активной мощности и электроэнергии;

– сокращению срока службы электрооборудования, ложной работе устройств защиты и автоматики;

– нарушению нормального хода технологических процессов и ущербам у потребителей.

Требования к качеству электроэнергии в электрических сетях общего назначения определены ГОСТом 13109-97. В процессе проектирования электрических сетей выбираются средства регулирования, регулировочные диапазоны, места установки компенсирующих устройств, обеспечивающих допустимые уровни напряжения на шинах потребителей.

Основным способом является регулирование напряжения изменением коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов под нагрузкой.

Все остальные способы регулирования напряжения (трансформаторами с ПБВ, генераторами станций, изменением сопротивления сети и потоков реактивной мощности) имеют меньшее значение и являются вспомогательными.

Обычно желаемое напряжение на вторичных шинах подстанции в максимальном режиме работы нагрузки принимается на 5-7 % выше номинального напряжения питаемой сети, а в режиме минимальных нагрузок 0-5 % от .

В качестве основных средств регулирования напряжения на понизительных подстанциях должны приниматься трансформаторы с регулированием коэффициентов трансформации под нагрузкой (РПН) или в ряде благоприятных случаев – трансформаторы с переключением без возбуждения (ПБВ). На повышающих трансформаторах электрических станций надо ориентироваться на установку трансформаторов ПБВ с диапазоном ±2×2,5% от трансформатора, которое принимается на 10 % выше номинального напряжения сетей 110 и 220 кВ, т.е. 121 кВ и 242 кВ соответственно.

Если на подстанции установлены трехобмоточные трансформаторы, то в первую очередь должно быть отрегулировано напряжение на шинах 10 кВ, т.е. выбор ответвлений со стороны высшего напряжения, как правило, должен производиться по условиям регулирования напряжения на стороне низшего напряжения.

Выбор ответвлений со стороны среднего напряжения 35..110 кВ производится по условию поддержания на этих шинах желаемого напряжения. Для снижения потерь активной и реактивной мощности в сети целесообразно поддержание напряжения, близкого к указанному на шинах источника питания во всех режимах работы сети. С другой стороны, это увеличивает потери мощности на корону и холостой ход трансформатора, генерацию реактивной мощности линиями, что в период малых нагрузок может привести к нежелаемым последствиям. Как правило следует ориентироваться на поддержание напряжений не ниже 110 % от в режиме наибольших нагрузок подстанций и не ниже 105...110 % при наименьших нагрузках подстанций.

При выборе ответвлений следует учитывать, что для трансформаторов с ПБВ переключения производятся не чаще одного раза в сезон. Большая часть трансформаторов с РПН установлена на подстанциях, не имеющих обслуживающего персонала, поэтому частая перестановка ответвлений и здесь также исключается. Желательно так выбирать отпайки, чтобы при изменяющихся режимах работы электрической системы обеспечить допустимые напряжения у потребителей без переключений отпаек. Если постоянный коэффициент трансформации не обеспечивает допустимые отклонения напряжений у потребителей, то для каждого режима сети выбирается своё ответвление. Для выбранного стандартного ответвления необходимо найти действительные значения напряжения у потребителя на шинах низкого напряжения НН во всех режимах работы (минимальном, максимальном, послеаварийном), определить отклонения напряжения и сравнить с допустимыми значениями.

Выбор рабочих ответвлений и определение отклонения напряжения в процентах от можно проводить следующим образом:

1) найти потери напряжения в трансформаторах для трех режимов работы сети (максимального, минимального и послеаварийного):

где – приведенная мощность подстанции в рассматриваемом режиме; – напряжение на шинах подстанции, полученное в результате расчета соответствующего режима сети; – эквивалентное сопротивление трансформаторов, приведенное к .

2) определить для всех режимов напряжения на шинах НН подстанции, приведённые к шинам высшего напряжения:

3) рассчитать для всех режимов значения ответвлений со стороны обмотки ВН, обеспечивающие желаемые напряжения у потребителя. При этом коэффициент трансформации следует рассматривать как отношение напряжений первичной и вторичной обмоток трансформатора в режиме холостого хода:

здесь – напряжение холостого хода трансформатора [2,6,8], например, при номинальном напряжении сети 10,5 кВ ; – напряжение, которое желательно получить на шинах НН подстанций, например, .

4) найти среднее арифметическое значение из трех полученных напряжений ответвлений — и подобрать стандартную отпайку , учитывая принятый для данного трансформатора способ регулирования напряжения ПБВ или РПН;

5) определить действительные напряжения на шинах НН подстанций при выбранной стандартной отпайке на обмотке ВН в трех режимах:

.

6) проверить отклонения действительных напряжений от номинальных и сравнить с допустимыми отклонениями , устанавливаемыми ГОСТ 13109-87

.

Если в результате расчета отклонения напряжения на подстанциях не превышают допустимых, то выбранное ответвление обеспечивает нормальную работу потребителей в любом режиме. Если отклонения напряжения превышают допустимые значения, то необходимо для каждого режима работы выбрать свою отпайку и во время работы производить переключения:

Двухобмоточные трансформаторы повышающих подстанций: порядок выбора ответвлений соответствует ранее сформулированному для понижающих двухобмоточных трансформаторов. Но следует учесть, что и коэффициент трансформации , следовательно, , при этом – номинальное напряжение на шинах генератора.

Трехобмоточные понижающие трансформаторы:

1) найти потери напряжения в обмотках высшего , среднего , и низшего напряжений трансформаторов во всех режимах работы сети:

; ; ,

где , , – соответственно активные и реактивные мощности, протекающие по обмоткам высшего, среднего и низшего напряжений в рассматриваемом режиме работы сети; , , – эквивалентные сопротивления соответствующих обмоток трансформатора;

– напряжение на шинах высшего напряжения подстанции, полученное в результате расчета рассматриваемого режима сети;

2) определить для всех режимов приведенные напряжения на шинах среднего напряжения СН – и напряжения НН – ;

3) рассчитать для всех режимов значения напряжения ответвления на обмотке ВН, обеспечивающее желаемые напряжения на шинах НН

4,5,6) выполняют так же, как для понижающих трансформаторов, подбирая одну для всех трёх режимов стандартную отпайку или три разных отпайки;

7) найти для всех режимов ответвления со стороны среднего напряжения, обеспечивающие желаемые напряжения на шинах СН –

8) для трёх полученных значений определить среднее арифметическое и подобрать стандартную отпайку – ;

9) рассчитать действительные напряжения на шинах СН при выбранной стандартной отпайке

;

10) найти отклонения напряжения на шинах СН, сравнить с допустимыми значениями и при необходимости выбрать для каждого режима свою стандартную отпайку.

Трехобмоточные повышающие трансформаторы:

Порядок выбора ответвлений такой же, как и для понижающих трансформаторов. Однако при расчете и необходимо внимательно следить за направлением потока мощности в обмотках и принимать коэффициент трансформации для обмоток высшего и низшего напряжения

Для автотрансформаторов справедлива методика выбора отпаек, принятая для трехобмоточных трансформаторов.

Если изменение коэффициента трансформации не обеспечивает допустимый уровень напряжения у потребителя, следует использовать другие средства регулирования напряжения: изменение потоков мощности по линии за счет установки у потребителей конденсаторных батарей или синхронных компенсаторов; изменение параметров сети путём подключения в рассечку линии конденсаторов в составе установок продольной компенсации.

При этом необходимо выбрать параметры компенсирующего устройства и определить его регулирующий эффект.