Автотрансформаторы с РПН на стороне СН

Автотрансформатор может работать в двух режимах:

1. Прямом;

2. Обратном (реверсивном).

Отличие этих режимов легко показать для АТ, обеспечивающего связь двух энергосистем с разными номинальными напряжениями.

Рисунок 2.22. Режимы работы автотрансформаторов связи

 

В соответствии с обозначениями рисунка 2.22 направления передачи мощности соответствуют режимам:

 - прямой режим, автотрансформатор используется в качестве понижающего;

 – реверсивный режим, автотрансформатор используется в качестве повышающего.

Прямой режим:

Переток мощности осуществляется со стороны ВН на СН, т.е. АТ работает как понижающий. При установке РПН у линейных выводов обмотки СН изменяется число витков этой обмотки и меняется коэффициент трансформации между ВН и СН.

	Рисунок 2.23. Устройство РПН на стороне СН автотрансформатора
На рис.2.31, в показана система нумерации отпаек витков при прямом (увеличении) и реверсивном (уменьшении) использовании витков регулировочной обмотки. Особое значение имеет отпайка с номерами 1 и 13 - именно эта отпайка соответствует максимальной добавке при одной полярности подключения регулировочной обмотки (1) и нулевой добавке (13) при изменении полярности.
Рисунок 2.31, в - нумерация регулировочных отпаек с учетом реверса

 

Коэффициент трансформации между ВН и СН:

Напряжение на шинах СН АТ определяется выражением:

где  - напряжение на шинах СН, приведенное к напряжению ВН.

Схема замещения автотрансформатора – трехлучевая звезда. Поэтому порядок определения приведенных напряжений на шинах СН и НН такой же, как и для трехобмоточного трансформатора.

Из последнего уравнения следует выражение для определения необходимого номера ответвления:

,

где  - желаемое напряжение на шинах СН.

При установке РПН на СН в прямом режиме работы автотрансформатора коэффициент трансформации  остается нерегулируемым. Напряжение на стороне НН определяется по выражению:

.

ПРИМЕР 3.

Определить значения напряжения на шинах СН и НН автотрансформатора АТДЦТН-63000/220/110, работающего в прямом режиме.

Напряжение на шинах ВН 215 кВ. Потоки мощности в режиме максимальных нагрузок:  50 + j 20 МВ·А;  34 + j 10 МВ·А;
 15,92 + j 5,77 МВ·А. Известны технические характеристики автотрансформатора: РПН установлен у линейных выводов обмотки СН; пределы регулирования ±6´2,0%; номинальные напряжения обмоток:  кВ;  кВ;  кВ. Обмотки автотрансформатора имеют сопротивления:  Ом;  Ом;  Ом;  Ом; Ом.

Решение. Схема замещения автотрансформатора данного класса напряжения, работающего в прямом режиме имеет вид, показанный на рис.3.4.

 

Рисунок 3.4. Схема замещения к примеру 3

 

Определяем уровень напряжения в точке "0" схемы замещения автотрансформатора с учетом продольной и поперечной составляющих падения напряжения:

Вычислим приведенные к стороне ВН значения напряжений в точках 2 и 3 схемы замещения:

Желаемое напряжение для обмотки СН в режиме максимальной нагрузки

Определяем необходимое ответвление РПН для обеспечения желаемого напряжения на стороне СН:

Принимаем номер регулировочного ответвления РПН +3.

Действительное напряжение на шинах СН при выбранном положении РПН равно

Полученное значение не удовлетворяет требованиям ПУЭ, поэтому переназначаем положение РПН: 4:

Положение РПН не оказывает никакого влияния на действительное напряжение на шинах НН, которое определяется выражением

Напряжение на шинах НН в режиме максимальных нагрузок ниже не только желаемого напряжения, но даже номинального напряжения сети. Поэтому для данной подстанции целесообразно рассмотрение вопроса об установке дополнительных средств регулирования напряжения на низкой стороне автотрансформатора.

 

Реверсивный режим:

При проведении расчетов этого режима параметры схемы замещения АТ приводятся к напряжению питающей стороны. Считаем, что при реверсивном режиме работы АТ его параметры приведены к ступени СН.

Устройство РПН, установленное на стороне СН, в этом случае приводит к изменению напряжения и на ВН, и на НН.

Напряжение на шинах ВН АТ определим:

.

Регулирование напряжения на стороне ВН АТ сопровождается изменением напряжения на шинах НН, т.е. напряжение на низшей стороне АТ в реверсивном режиме зависит от номера отпайки РПН:

.