Выводы
- Режим работы в трехфазной группе однофазных трансформаторов (автотрансформаторов) с различающимися сопротивлениями короткого замыкания мк принципиально отличается от режима параллельной работы таких трансформаторов. При параллельной работе трансформаторов распределение нагрузки в них обратно пропорционально сопротивлениям КЗ трансформаторов, т.е. их ик. При работе в трехфазной группе ток нагрузки распределяется по фазам обратно пропорционально суммам трех сопротивлений: нагрузки, трансформатора (ик) и сети, каждая сумма различается только одним слагаемым - сопротивлением КЗ трансформатора, т.е. перераспределение нагрузки по фазам существенно слабее зависит от различий в значениях мк фаз. Наличие в трансформаторах трехфазной группы обмоток, соединенных в треугольник (НН), ведет к дополнительному выравниванию нагрузки. Даже при существенно различающихся сопротивлениях КЗ однофазных трансформаторов возможна их работа в трехфазной группе без существенной неравномерности загрузки обмоток всех фаз.
- Даны схема и алгоритм расчета токов обмоток и линий для трехфазной группы однофазных автотрансформаторов с различными значениями ик. В качестве расчетного условно выбран режим передачи мощности из сети ВН в сеть СН, при котором в наибольшей мере сказывается на распределении токовой нагрузки фаз неравенство напряжений КЗ различных фаз автотрансформаторов.
- На примере работы трехфазной группы автотрансформаторов АОДЦТН-167000/500/220 на Волжской ГЭС с автотрансформаторами, различающимися по напряжениям КЗ (новые - разработки ХК “Электрозавод” - с повышенным значением ик порядка 11 % и старые - разработки ЗТЗ - с ик порядка 9%), при заданной незначительной нагрузке на стороне НН показано, что отличия токов в основных обмотках и линейных токов несущественны (не превышают 4%) и вполне допустима поэтапная замена одних автотрансформаторов другими без ограничения мощности автотрансформаторов и трехфазной группы; при существенной нагрузке на стороне НН допустимость эксплуатации трехфазной группы без ограничения ее мощности будет определяться значениями токов в обмотках
НН и КО, поэтому необходима будет их расчетная проверка.
- Методика компьютерного расчета напряжения КЗ многообмоточных трансформаторов со сложным соединением обмоток, в том числе расположенных на разных стержнях, дает более точные по сравнению с измеренными результаты, чем упрощенная методика расчета с использованием коэффициентов Роговского, применяемая на заводе.
Список литературы
- Петров Г. Н. Электрические машины. М. - Л.: ГЭИ, 1956, ч. 1.
- Бунин А. Г., Конторович Л. Н., Виногреев М. Ю. Расчет распределения токов и напряжений в обмотках трансформаторов. - Электротехника, 1977, № 4.
Приложение.
Сравнительный анализ расчетных и измеренных значений напряжения КЗ
Программа РАСТОК [2], использованная в данной работе, позволила провести достаточно точные расчеты токов и напряжений КЗ (табл. 3). Полученные расчетные значения напряжения КЗ ВН - СН автотрансформаторов 10,47% (новый) и 9,09% (старый) достаточно близки к средним измеренным значениям 10,37% и 9,23% (табл. 4) соответственно; 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”).
Соотношение индуктивных сопротивлений, характеризующее основное различие новых и старых автотрансформаторов и полученное в расчете по [2], составляет 10,47/9,09 = 1,152, т.е. несколько выше, чем 10,37/9,23 = 1,124 по средним измеренным значениям. Это дает определенный запас в расчетах токов для большей части вновь изготовленных автотрансформаторов.
Для сведения далее приведены нормированные значения напряжений для автотрансформаторов мощностью 167 MBA напряжением 500/220 кВ.
| ТЗ | ГОСТ 17544-85 |
ик в режимах КЗ, %: ВН - СН: |
|
|
номинальное положение РПН | 10 | 11 ± 10% (9,9-12,1) |
справочные данные для положения РПН: |
| |
минимального | - | 12 |
максимального | - | 12 |
вн-нн | 31 | 35 ± 10% (31,5-38,5) |
СН - НН: |
|
|
номинальное положение РПН | 20 | 21,5 + 10% (19,35-23,65) |
справочные данные для положения ΡΠΙI: |
| |
минимального | - | 25 |
максимального | - | 20 |
Таблица 3
Расчетные и средние измеренные значения напряжений КЗ автотрансформаторов АОДЦТН-167000/500/220 в
режимах КЗ ВН - СН и ВН - НН
Вариант разработки | Кем и как определен параметр | Uк, % | |||
ВН - СН при положении РПН | ВН-НН | ||||
МИН. | НОМ. | макс. | |||
ЗТЗ, 1965 г. | ВоГЭС (измерение) | - | 9,23 | - | 29,25 |
ЗТЗ (расчет) | 11,1 | 9,8 (+6,2) | 11,2 | 29,3 (+0,2) | |
ВЭН (расчет) | 10,28 | 9,09 (-1,5) | 10,56 | 28,79 (-1,6) | |
“Электрозавод”, 1996 г. | “Электрозавод” (измерение) | 11,78 | 10,37 | 11,93 | 33,68 |
“Электрозавод” (расчет) | 12,4 (+5,3) | 11,2 (+8) | 12,7 (+6,5) | 35 (+3,9) | |
ВЭИ (расчет) | 11,6 (-1,5) | 10,47 (+1) | 12,16 (+1,9) | 33,2 (-1) |
Примечание. В скобках приведено отклонение расчетного значения в процентах от измеренного.
Таблица 4
Измеренные значения напряжений КЗ автотрансформаторов АОДЦТН-167000/500/220 в парных режимах КЗ
Вариант разработки | Кем определен параметр | Uк, % | ||||||
ВН - СИ при положении РПН | ВН-НН | СН - НН при положении РПН | ||||||
МИН. | НОМ. | макс. | МИН. | НОМ. | макс | |||
ЗТЗ, 1965 г. | ВоГЭС |
| 9,14-9,36 |
| 29,1 -29,4 |
| 17,3-18 |
|
| 9,23* |
| 29,25* |
| 17,65* |
| ||
12,47 | 10,4 | 11,27 | 33,7 | 24,3 | 20,46 | 20,4 | ||
11,8 | 10,5 | 12,0 | 34,1 | 23,9 | 20,3 | 20 | ||
11,5 | 10,3 | 11,9 | 33,4 | 24,3 | 20,5 | 20,1 | ||
“Электрозавод”, 1996 г. | “Электроза | 11,6 | 10,3 | 11,9 | 33,9 | 24,6 | 20,8 | 20,5 |
11,7 | 10,3 | 11,95 | 33,8 | 24,3 | 20,3 | 20,5 | ||
11,6 | 10,4 | 11,9 | 33,2 | 24,1 | 20,4 | 20,1 | ||
11,78* | 10,37* | 11,93* | 33,68* | 24,25* | 20,46* | 20,27* |
* Средние значения.