После проведения нескольких десятков наладочных расчетов (КЗ, XX, нагрузка, различные режимы и сочетания фаз, способы задания обмоток РО и т.д.) для окончательного анализа были рассчитаны 12 вариантов, включая контрольные, когда в трех фазах установлены автотрансформаторы одного производства.
Для примера в табл. 1 для номинального положения РПН даны результаты компьютерных расчетов токов во всех обмотках автотрансформаторов и линейных токов ВН, СН и НН в каждой из трех фаз (А, В и С) для двух вариантов (первый вариант: в фазе А - новый автотрансформатор, в фазах В и С - старые; второй вариант: в фазах А и В - новые, в фазе С - старый) в сравнении с базовым вариантом, когда в фазах А, В и С - старые автотрансформаторы.
Анализ данных табл. 1 и результатов расчета для максимального и минимального положений РПН позволяет сделать ряд замечаний, основные из которых приведены далее.
- В вариантах, в которых все автотрансформаторы одинаковы, - производства ЗТЗ, как и должно быть, получено полное соответствие значений токов по фазам; значения токов (в обмотках и линиях) этих вариантов приняты за базу (100%) для дальнейшего сравнения с другими значениями токов на рассматриваемых этапах замены.
- В вариантах, когда в трехфазной группе установлены автотрансформаторы с различающимися напряжениями КЗ, нагрузки фаз отличаются как по значениям токов в обмотках, так и по значениям тока в линиях. Отличия в токах обмоток автотрансформаторов необходимы для оценки опасности перегрузки этих обмоток, а отличия в токах линии необходимы для оценки несимметрии линейных напряжений.
- В основных обмотках автотрансформаторов ПО и 00, а также и в обмотках РО, во всех режимах отличия токов от базовых достаточно малы - не превышают 5% (как правило, они составляют ± 2%), т. е. несимметрия индуктивных сопротивлений КЗ несущественна, она не должна сопровождаться требованием ограничения мощности трансформаторов.
- Существенное отличие тока от базового 100%-ного значения получено в обмотке НН - до нескольких десятков процентов. Однако во всех режимах ток обмотки НН (при заданной в письме ВоГЭС нагрузке) много ниже номинального тока 50 МВ-А/11 кВ = 4545 А, на который рассчитана обмотка НН, т.е. полученные отличия токов в обмотке НН также не потребуют ограничения мощности автотрансформаторов.
- В обмотках КО отличия токов фаз в рассмотренных режимах достигают ± 20%, однако, несмотря на заметное различие токов в процентах, абсолютное их значение, как правило, ниже номинального тока.
Таким образом, для всех обмоток автотрансформаторов несимметрия индуктивных сопротивлений КЗ несущественна, она не должна сопровождаться требованием ограничения мощности трансформаторов. Расчеты показали, что различие в токах фаз трехфазной группы на порядок меньше, чем различие в индуктивных сопротивлениях КЗ фаз: при отличии расчетных сопротивлений на 15,2% различие в токах OO и ПО составляет 1,5-3%.
Таблица 2
Отличия значений токов линии и обмоток в фазах при поэтапной замене автотрансформаторов
Этап замены | Фаза | Ток обмоток и линий | |||||
ПО ВН | ОО, РО | НН, обмотка | КО | СН | НН, линия | ||
| Номинальное положение РПН | ||||||
| А | (528,7 А) | +1 | (252,9 А) | +32,3 | (1139,8 А) | (540,5 А) |
А - МЭЗ; | В | +3 | +0,3 | + 100,7 | +2,3 | +1 | +0,6 |
| С | +3 | (604 А) | +105,3 | (91,1 А) | +0,8 | (540,5 А) |
| А | (531,7 А) | +0,7 | +6,2 | +36,4 | (1137,6 А) | +0,1 |
А, В - МЭЗ; С-ЗТЗ | В | +0,1 | +1,1 | (349,8 А) | +39,1 | +0,3 | (539,9 А) |
| С | +3 | (601,5 А) | +62,5 | (80,8 А) | +1 | +0,7 |
| Максимальное положение РПН | ||||||
| А | (636,9 А) | +2 | (1790,3 А) | (1741,5 А) | (1232,6 А) | (522,2 А) |
А - МЭЗ; | В | +4 | +0,4 | +22,5 | +1 | +1,3 | +0,8 |
| С | +3,7 | (584,2 А) | +22,8 | +0,6 | +1 | +1 |
| А | (640,5 А) | +1,4 | +0,9 | (1720,8 А) | (1229,1 А) | +0,2 |
А, В — МЭЗ; С-ЗТЗ | В | +0,2 | +2 | (1904,2 А) | +0,5 | +0,4 | (521 А) |
| С | +3,9 | (580,4 А) | +20,3 | +1,1 | +1,4 | +1,1 |
Минимальное положение РПН | |||||||
| А | (418,8 А) | +0,7 | +13,4 | (1224,2 А) | (1017,8 А) | (555,7 А) |
А - МЭЗ; В, С-ЗТЗ | В | +1,9 | +2,9 | +2,2 | +4,6 | +0,6 | +0,4 |
| С | +2 | (594,9 А) | (896,2 А) | +4,6 | +0,4 | +0,4 |
| А | (421 А) | +0,4 | +11,9 | (1230,5 А) | (1016,6 А) | (555,6 А) |
А, В- МЭЗ; С-ЗТЗ | В | (420,9 А) | +0,6 | +13,9 | (1230,3 А) | +0,2 | (555,5 А) |
| С | +1,8 | (593,6 А) | (856,6 А) | +4,5 | +0,6 | +0,4 |
Примечания: 1. Приведены наименьшие значения тока в амперах (в скобках) и отклонения в процентах по отношению к наименьшему из соответствующих значений. 2. Полужирным выделены наибольшие отклонения.
Более важны для окончательных выводов данные табл. 2, в которой приведены максимальные отклонения тока в разных фазах и в линиях при поэтапной замене автотрансформаторов. Для каждого варианта и для каждого режима из трех токов фаз сравнивался максимальный ток с минимальным (минимальное значение тока дано в скобках), отличия значений токов линий и обмоток в фазах при поэтапной их замене даны в процентах к наименьшему значению для соответствующей обмотки (линии). Анализ данных табл. 2 показывает следующее:
в обмотках ПО и 00 максимальное отклонение тока в разных фазах не превышает 4,0% для обмоток ПО (максимальное положение РПН) и 2,9% для обмоток 00 (минимальное положение РПН). Эти отклонения не превышают 5%, выше которых было принято необходимым считаться с неравномерной нагрузкой автотрансформаторов;
в обмотке НН максимальное отклонение тока в разных фазах получено равным 105,3% (т.е. увеличение тока более чем в 2 раза при номинальном положении РПН). Однако сам ток обмотки НН (при заданной нагрузке) составляет в самом худшем случае около 1900 А, что много ниже номинального тока 50 МВ-А/11 кВ = 4545 А, на который рассчитана обмотка НН, т.е. полученные отличия токов в обмотке НН не потребуют ограничения мощности автотрансформаторов;
в обмотке КО максимальное отклонение тока в разных фазах составляет 39,1% (номинальное положение РПН), однако сам ток обмотки КО практически не превышает номинального тока обмотки КО 1725 А, т.е. полученные отличия токов в обмотке КО также не потребуют ограничения мощности автотрансформаторов;
несущественны отличия линейных токов НН, СН и ВН в фазах (соответственно 1,1%, 1,4% и 4,0%) из-за использования автотрансформаторов с различными значениями напряжений КЗ, т.е. искажения линейных напряжений несущественны (и вообще искажение линейных напряжений важно для подстанции, а не для автотрансформаторов).
Таким образом, и по анализу отклонений токов в фазах несимметрия индуктивных сопротивлений КЗ рассматриваемых автотрансформаторов разных исполнений не должна сопровождаться требованием ограничения их мощности.
Отметим, что дополнительно были проведены расчеты парных индуктивных сопротивлений КЗ для всех двухобмоточных режимов. Значения парных сопротивлений по заводским расчетам, по измерениям на заводе, в эксплуатации и по расчетам ВЭИ (программа РАСТОК) даны в приложении (табл. 3 и 4).
Анализ показывает, что расчетные значения индуктивных сопротивлений по программе РАСТОК достаточно точно совпадают с результатами измерений (по средним значениям) - диапазон отклонений от минус 1% до плюс 1,9%, тогда как по заводским расчетам эти отклонения значительно больше: до 6,2% (ЗТЗ) и до 8% (ХК “Электрозавод”). На заводах часто пользуются упрощенными ручными расчетами с использованием коэффициента Роговского и сложных схем замещения. При этом зачастую к “машинным” расчетам высказывается некоторое недоверие. Поэтому проделанные сравнительные расчеты окажутся полезными заводским расчетчикам.
Анализ результатов расчетов парных индуктивных сопротивлений КЗ показывает достаточно высокую точность использованной методики с применением вычислительной техники, что дополнительно косвенно характеризует и достаточную точность расчетов токов обмоток в режимах нагрузки.
