Понижающие подстанции с трансформаторами одинаковой мощности. В числе подстанций с трехобмоточными трансформаторами, работающих в системах электроснабжения, преобладают подстанции с трехобмоточными трансформаторами одинаковой мощности.
Рассмотрим понизительную подстанцию с двумя трехобмоточными трансформаторами одинаковой мощности. Сравниваем суммарные потери мощности в трансформаторах, соответствующие режиму а (работает один трансформатор) и режиму б (работают два трансформатора)
(6.1)
Преобразовав уравнение (6.1), получим
(6.2)
– приведенные потери КЗ обмоток трансформатора высшего, среднего и низшего напряжения соответственно, кВт; – приведенные потери XX трансформатора, кВт; – номинальные мощности обмоток высшего, среднего и низшего напряжения трансформатора соответственно, кВ • А.
Для практических целей выбора экономичного режима работы подстанции удобно находить зоны экономичной работы в координатах двух вторичных нагрузок.
|
|
Для подстанций с трехобмоточными трансформаторами одинаковой мощности границы этих зон будут определяться линиями критического сочетания вторичных нагрузок, при которых суммарные приведенные потери мощности в трансформаторах одинаковы для двух сравниваемых режимов, т. е. при работе одного и двух трансформаторов или двух и трех трансформаторов. На рис. 6.3 показана диаграмма выбора экономичного режима работы понизительной подстанции 110/35/10 кВ стремя трехобмоточными трансформаторами мощностью 10 MBА каждый. Кривые критического сочетания вторичных нагрузок (сплошные линии) разделяют зоны экономичной работы одного (І), двух (ІІ) и трех (ІІІ) трансформаторов. На осях откладываются суммарные вторичные нагрузки подстанции в абсолютных единицах.
Понижающие подстанции с трансформаторами различной мощности. В результате роста электрических нагрузок установленная мощность трансформаторных подстанций оказывается недостаточной и мощность увеличивают установкой дополнительных трансформаторов и часто другой мощности нежели работающие трансформаторы.
Рис. 6.3 Диаграмма выбора экономичного режима работы понизительной подстанции 110/35/10 кВ с тремя трансформаторами по 10 MBА:
1 – γ = 0,20 кВт/кВАр; 2 – γ = 0,08 кВт/кВАр; 3 – γ = 0,02 кВт/ кВАр; 1 – зона экономичного режима работы одного трансформатора; ІІ – двух трансформаторов; ІІІ – трех трансформаторов.
Для таких подстанций, где установлены два трехобмоточных трансформатора неодинаковой мощности при выборе экономичного режима работы оказывается необходимым находить два критических сочетания вторичных нагрузок: Sк.м–б, определяющее целесообразность включения трансформатора большей мощности вместо трансформатора меньшей мощности (при устойчивом возрастании нагрузки), и Sк.б–SкΣ, определяющее целесообразность включения трансформатора меньшей мощности параллельно с уже работающим трансформатором большей мощности. Следовательно, необходимо иметь две зависимости для построения на диаграмме двух кривых критического сочетания вторичных нагрузок, разделяющих зоны экономичных режимов работы трансформатора меньшей мощности (М), большей мощности (Б) и параллельной работы двух трансформаторов (рис. 24). В общем виде сравниваем суммарные приведенные потери мощности в трансформаторах в двух режимах а и б, предполагая, что в данном случае этими индексами определяется число и мощность трансформаторов, включенных под нагрузку:
|
|
После ряда преобразований получим уравнение, аналогичное уравнению (6.2):
(6.3)
Решив уравнение (6.3) относительно переменной (суммарной нагрузки шин среднего напряжения), получим уравнение:
(6.4)
где
(6.5)
Pvва.б, Pvса.б, Pvна.б – суммарные приведенные потери КЗ обмоток высшего, среднего и низшего напряжения трансформатора в режиме а или б соответственно, кВт; – суммарные приведенные потери XX трансформатора в режиме а или б соответственно, кВт; – суммарные номинальные мощности обмоток высшего, среднего и низшего напряжения трансформаторов в режиме а или б соответственно.
На рис. 6.4, а показана диаграмма выбора экономичного режима работы понизительной подстанции напряжением 110/35/10 кВ с трансформаторами мощностью 10 и 16 MB • А. Построенные по уравнению (6.4), кривые критического сочетания вторичных нагрузок (линии М,Б и Б,М + Б) разделяют зоны экономичной работы подстанции. При построении кривых М,Б сравниваем суммарные потери в режимах а – работа трансформатора меньшей мощности и б – работа трансформатора большей мощности и в уравнения (6.5) параметры с индексами а и б подставляем соответственно этим режимам. При построении кривых Б, М+ Б сравниваем суммарные приведенные потери при работе трансформатора большей мощности и параллельной работе двух трансформаторов, а в уравнениях (87) этим режимам соответствуют параметры с индексами а и б соответственно.
Рис. 6.4. Диаграмма выбора экономичного режима работы понизительной подстанции 110/35/10 кВ с трансформаторами 10 и 16 MB · А:
1 – = 0.20 кВт/кВАр; 2 – = 0,08 кВт/кВАр; 3 – = 0,02 кВт/кВАр; а – = 10,75 %, = 0, = 6,25 %; б – = 10,75 %, = 6,25 %, = 0.
При выводе указанных выше зависимостей предполагалось, что выполняются все условия параллельной работы трансформаторов, которые в отношении трехобмоточных трансформаторов можно сформулировать следующим образом:
1. Номинальные напряжения обмоток ВН, СН и НН должны быть соответственно равны.
2. Напряжения КЗ каждой пары обмоток (ВН – НН; ВН – СН; СН – НН) параллельно работающих трансформаторов должны быть соответственно равны.
3. Группы соединения соответствующих обмоток должны быть тождественны.
Отношения номинальных мощностей соответствующих обмоток ВН, СН, НН параллельно работающих трансформаторов не должны быть более 3. При соблюдении условий параллельной работы трансформаторов, нагрузки распределяются пропорционально номинальной мощности обмоток, в противном случае появляются уравнительные токи, которые вызывают дополнительную перегрузку трансформаторов и дополнительные потери мощности в них.