Автор: Ратов А. С.
Источник: Вестник Чувашского университета, №3/2010
Ратов А.С. Влияние переключений потребителей в распределительной сети 0,4 кв на значение установившегося отклонения напряжения. На основе анализа расчета потерь напряжения в распределительных сетях выбрана трансформаторная подстанция со значительными потерями напряжения в сети 0,4 кВ. Произведен перерасчет потерь напряжения при переключении потребителями нагрузок с одной секции данной трансформаторной подстанции на другую. Дана оценка влияния этих переключений на изменение установившегося отклонения напряжения. Приведены основные способы уменьшения влияния переключений потребителей на изменение отклонений напряжения.
Для определения величины влияния переключений потребителей на значение установившегося отклонения напряжения проведен анализ расчета потерь напряжения в распределительных
сетях ОСП Новочебоксарские электрические сети
, расчет которых произвел ООО Инженерный центр
по методике, изложенной в [4].
В основе данной методики лежит расчет сети с использованием метода удельных потерь напряжения. Данные по удельным потерям напряжения приведены в виде вспомогательных таблиц в [4].
Исходными данными для проведения расчетов потерь напряжения послужили:
Анализ расчетов показал только одну проблемную, в плане рассматриваемого нами вопроса, трансформаторную подстанцию (ТП). Результаты расчета потерь напряжения для данной ТП сведем в табл. 1, а рассчитанные, на основе этой таблицы, допускаемые граничные значения установившегося отклонения напряжения – в табл. 2.
Согласно [3] устройства регулирования напряжения должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах напряжением 3–20 кВ электростанций и подстанций, к которым присоединены распределительные сети, в пределах не ниже 105% номинального в период наибольших нагрузок и не выше 100% номинального в период наименьших нагрузок этих сетей. С учетом того, что на ЦП установлены трехобмоточные трансформаторы с регулированием под нагрузкой (РПН), классом напряжения 110 кВ, нижний предел в период наибольших нагрузок ЦП составляет 105,34%; так как ступень регулирования РПН данного трансформатора составляет ±1,78% [2].
Талица 1. Потери напряжения от центра питания до конечных потребителей рассматриваемой трансформаторной подстанции
| № трансформатора | Режим нагрузки ЦП |
min ΔUнн, % |
max ΔUнн, % | ΔUт, % | ΔUсн, % | ΔUт + ΔUсн, % |
| 1 | наибольший | 2,16 | 8,29 | 2,23 | 0,94 | 3,17 |
| наименьший | 0,89 | 3,08 | 0,91 | 0,26 | 1,17 | |
| 2 | наибольший | 0,63 | 4,35 | 0,87 | 0,94 | 1,82 |
| наименьший | 0,26 | 1,46 | 0,36 | 0,26 | 0,61 |
Талица 2. Допускаемые граничные значения установившегося отклонения напряжения
| № трансформатора |
Режим нагрузки ЦП |
δU ± на зажимах ЭП, % | δUΣ, % | Ет.кор, % |
δUв.ЦП ÷ δUн.ЦП, % |
|||
| верхнее | нижнее | ближнее |
удаленное |
|||||
| 1 | наибольший | 5,00 | -5,00 | 5,33 | 11,46 | 2,5 | 7,83 | 3,96 |
| наименьший | 5,00 | -5,00 | 2,06 | 4,25 | 4,56 | -3,25 | ||
| 2 | наибольший | 5,00 | -5,00 | 2,45 | 6,17 | — | 7,45 | 1,17 |
| наименьший | 5,00 | -5,00 | 0,87 | 2,07 | 5,87 | -2,92 | ||
Рассчитанные и скорректированные диапазоны установившегося отклонения напряжения, приведенные к ЦП, включают значение напряжения на центре питания как в часы наибольших, так и в часы наименьших его нагрузок для обоих трансформаторов данной ТП.
Таким образом, эти граничные условия обеспечивают отклонение напряжения у конечных потребителей в допустимых пределах, согласно [1].
Из-за значительных потерь напряжения в распределительной сети в часы наибольших нагрузок ЦП потребовалось переключение ПБВ первого трансформатора рассматриваемой ТП на одну ступень регулирования напряжения вверх, что соответствует +2,5%. Для второго трансформатора такое регулирующее воздействие не вносят, так как рассчитанные для него граничные значения обеспечивают отклонения напряжения в допустимых пределах. Определение регулировочных ответвлений на понизительных трансформаторах 10/0,4 кВ в [4] осуществляется исходя из суммы потерь напряжения в сети 10 кВ и трансформаторе. Однако анализ проведенных расчетов показал, что значительное влияние на необходимость регулирующего воздействия оказывают потери напряжения в сети 0,4 кВ.
Переключения, производимые потребителями в своих сетях, меняют конфигурацию распределительной сети 0,4 кВ, что не лучшим образом сказывается на перераспределении потерь напряжения. На основе рассматриваемой ТП и результатов табл. 1 и 2 мы допустили переключение наиболее удаленного и значительного потребителя, который ранее питался с первого трансформатора (с потерями напряжения в сети 0,4 кВ, равными 8,29%); согласно однолинейной схеме этой ТП им является жилой дом с двумя встроенными в дом магазинами. Произведя перерасчеты по методике, изложенной в [4], получим следующие результаты, которые занесем в табл. 3 и 4.
Талица 3. Потери напряжения от центра питания до конечных потребителей рассматриваемой трансформаторной подстанции с учетом возможного переключения потребителя
| № трансформатора | Режим нагрузки ЦП |
min ΔUнн, % |
max ΔUнн, % | ΔUт, % | ΔUсн, % | ΔUт + ΔUсн, % |
| 1 | наибольший | 2,16 | 6,57 | 1,25 | 0,94 | 2,19 |
| наименьший | 0,89 | 2,37 | 0,51 | 0,26 | 0,77 | |
| 2 | наибольший | 0,63 | 8,11 | 1,85 | 0,94 | 2,79 |
| наименьший | 0,26 | 3,03 | 0,76 | 0,26 | 1,02 |
Талица 4. Изменение граничных значений установившегося отклонения напряжения в связи с возможным переключением потребителя
| № трансформатора |
Режим нагрузки ЦП |
δU ± на зажимах ЭП, % | δUΣ, % | Ет.кор, % |
δUв.ЦП ÷ δUн.ЦП, % |
|||
| верхнее | нижнее | ближнее |
удаленное |
|||||
| 1 | наибольший | 5,00 | -5,00 | 4,35 | 8,76 | 2,5 | 6,85 | 1,26 |
| наименьший | 5,00 | -5,00 | 1,66 | 3,14 | 4,16 | -4,36 | ||
| 2 | наибольший | 5,00 | -5,00 | 3,42 | 10,9 | — | 8,42 | 5,90 |
| наименьший | 5,00 | -5,00 | 1,28 | 4,05 | 6,28 | -0,95 | ||
По данным табл. 4 видно, что переключение наиболее удаленного и значительного потребителя привело к получению на втором трансформаторе граничных значений установившегося отклонения напряжения, не охватывающих значение 105,34% в часы наибольших нагрузок на ЦП. Таким образом, при поддержании на ЦП в часы наибольших нагрузок значения 105,34% от номинального напряжения, у потребителей напряжение выйдет за допустимые [1] пределы. В связи со сложившейся ситуацией необходимо произвести регулирующее воздействие – переключить ПБВ второго трансформатора на одно ответвление в сторону увеличения напряжения. Тогда граничные значения относительно второго трансформатора составят 5,92 ÷ 3,40% для режима наибольших нагрузок ЦП и 3,78 ÷ –3,45% для режима наименьших нагрузок ЦП – такие граничные значения допустимы.
Однако переключения, производимые потребителями в своих сетях, не контролируются сетевой организацией, и знать заранее, к какому трансформатору будет подключен тот или иной потребитель, невозможно. А произвести регулирующее воздействие заранее не всегда представляется возможным. Переключение ПБВ второго трансформатора на одно ответвление в сторону увеличения напряжения заранее вызовет недопустимое изменение граничных значений: 4,95 ÷ 1,33% в часы наибольших нагрузок ЦП, которые не смогут обеспечить должное напряжение у конечных потребителей, при поддержании на ЦП напряжения в 105,34% и выше от номинального.
Выходом из этой ситуации является уменьшение потерь напряжения в распределительной сети 0,4 кВ за счет увеличения сечения вновь прокладываемых питающих кабелей, прокладки параллельной кабельной линии головного участка цепи и питания потребителей отдельными кабельными линиями для ТП, в которых возможна подобная ситуация. В будущем необходимо заранее рассчитывать потери напряжения до вновь подключаемого потребителя и его вклад в потери напряжения других, уже существующих потребителей.
Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1998.