4. Расчет номера отвода устройств рпн трансформаторов в режиме максимальных нагрузок

Приведенные расчеты потерь напряжения показывают, что устройства РПН трансформаторов обеспечивают компенсацию потерь. Найденные значения напряжений на шинах высшего напряжения U_В трансформатора, позволяют определить напряжения на стороне низшего напряжения. Однако напряжение на низшей стороне U_Н устройством РПН регулируется ступенчато, часть напряжения теряется в трансформаторе. Требуется вычислить его фактическое значение и номер отвода трансформатора, обеспечивающий оптимальное напряжение на низшей стороне. В режиме максимальных нагрузок (Sнг=Sнб) оптимальное значение принимается на 5…10% выше номинального. При снижении нагрузки до минимального значения оптимальным считается напряжение на 0…5 % выше номинального.

Расчет выполняется на основе схемы замещения трансформаторов подстанции (рис. 5.2):

Рисунок 5.2 – Схема замещения трансформаторов

Определяется низшее напряжение , приведенное к высшему U_В:

(5.10)

где Rтр и Хтр – активное и индуктивное сопротивления параллельно включенных трансформаторов;

Рнб и Qнб – активная и реактивная мощности потребителя в режиме максимальных нагрузок.

Напряжение должно быть таким, чтобы напряжение на шинах низшего напряжения U_Н соответствовало заданному (желаемому) значению U_н.зад (U_н.жел). Выполнение требования обеспечивается заданием значения коэффициента трансформации k_тр.зад (или k_тр.жел) для которого выполняется соотношение:

(5.11)

Желаемое значение коэффициента трансформации определяется выбором номера n_отв ответвления переключателя устройства РПН, которое определяется выражением:

(5.12)

где U_нн.ном и U_вн.ном – номинальные значения низшего и высшего напряжений трансформатора;

Δu_отв – относительное изменение напряжения трансформатора, приходящееся на одну ступень.

Расчетное значение n_отв округляется до ближайшего целого значения n, которому соответствует фактическое значение напряжения низшей стороны:

(5.13)

Очевидно, значение n не должно превышать максимального значения номера ответвления устройства РПН (n≤n_отв.max), а значение U_н.факт не должно существенно отличаться от требуемого U_Н.зад.

Расчет параметров , k_тр.зад, n_отв и U_н.факт для радиально-магистральной сети требует подготовки данных, входящих в правые части выражений (5.10–5.13) и полученных ранее. Значения Uв подстанций приведены в табл. 5.5, параметры трансформаторов в справочнике, активные и реактивные мощности в режиме максимальной нагрузки в табл. 5.2. Напряжение U_н.жел для режима наибольших нагрузок задаем на 5 % выше U_{нагр.ном}. Исходные параметры для расчета сведены в табл. 5.6.

Таблица 5.6. – Номера ответвлений РПН и фактические значения напряжений

ПС	Pнг	Qнг	Rт	Xт	Uв.ном	Uн.ном	UВ	U'н	Uн.жел	kтр	nотв	Uн.факт
1	20	9,5	4,4	86,8	115	6,6	107,69	103,27	6,3	16,39	-3	6,26
2	12,64	5,81	7,9	138,9	115	11	107,83	103,45	10,5	9,85	-3	10,45
3	21	10,06	4,4	86,8	115	11	106,77	102,04	10,5	9,72	-4	10,51
4	6,08	2,7	16	22,4	115	11	105,03	104,27	10,5	9,93	-3	10,44
5	24,3	11,09	4,4	86,8	115	11	101,44	95,86	10,5	9,13	-7	10,47
6	20,8	9,6	4,4	86,8	115	11	102,38	92,37	10,5	8,8	-9	10,52

Для двухтрансформаторной подстанции ПС1 низшее напряжение, приведенное к высшему:

кВ

Желаемое значение напряжения на шинах низшего напряжения для ПС1:

кВ

тогда желаемый коэффициент трансформации:

Желаемый коэффициент трансформации обеспечивается на регулировочном отводе устройства РПН, номер которого согласно (5.12):

При округлении до ближайшего целого значения номер n_1отв= -3 фактическое напряжение на шинах низшего напряжения ПС1:

кВ

Для остальных подстанций расчеты проведены аналогично и занесены в таблицу 5.6.