Вестник МГТУ. 2017, №4.

Фастий Г. П. и др. Анализ условий работы трансформатора напряжения 716 случаях учитывается магнитная связь между фазами подключенных силовых трансформаторов (СТ) и схема включения обмоток трансформаторов 100 кВ и 10 кВ. Для оценки возможности намагничивания ТН при длительном повышении напряжения в симметричных режимах проведено исследование возможности проявления эффекта Ферранти. В качестве симметричных режимов работы участка с ВЛ большой протяженности рассмотрены различные варианты нагрузок на ПС-1, ПС-2, ПС-3 и ПС-4, включая варианты полного отключения нагрузки или силовых трансформаторов ПС-1, ПС-2, или ПС-3. По результатам расчетов получены значения фазных напряжений на шинах ПС-4, ПС-1, ПС-2 и на ТН 110 кВ ПС-3, которые сведены в табл. 1. Как видно из данных табл. 1, уровень напряжения в различных точках рассматриваемого участка сети существенно зависит от коэффициентов загрузки силовых трансформаторов подстанций. При полной загрузке трансформаторов напряжение на шинах всех подстанций снижается на 2–3 % по отношению к ЭДС системы и может быть меньше номинального. При уменьшении нагрузки проявляется действие емкостного тока ВЛ-1 и ВЛ-2, что приводит к повышению напряжения не только в конце ВЛ-2 (на ПС-2 и ПС-3), но и в начале ВЛ-1 и ВЛ-2, т. е. на шинах ПС-4 и ПС-1. Так, при снижении нагрузки на 50 % от номинальной (коэффициент использования – 0,5) напряжение превышает ЭДС системы на 3–5 %. Таблица 1. Фазные напряжения в сети 110 кВ при симметричных режимах работы Table 1. The phase voltages in the 110 kV network with the symmetric operation modes № вар. Характеристика режима Напряжение на шинах ПС-4 ПС-1 ПС-2, ПС-3 1 Полная нагрузка на силовые трансформаторы ПС-4, ПС-1, ПС-2 и ПС-3 62,3 кВ 62,4 кВ 61,7 кВ 98,06 % 98,16 % 97,1 % 2 Коэффициент загрузки силовых трансформаторов 0,5 на ПС-4, ПС-1, ПС-2 и ПС-3 65,6 кВ 66,5 кВ 66,5 кВ 103,2 % 104,7 % 104,7 % 3 Коэффициент загрузки трансформаторов 0,5 на ПС-4, ПС-2 и ПС-3. Трансформатор ПС-1 отключен 67 кВ 68,2 кВ 68,2 кВ 105,5 % 107,3 % 107,5 % 4 Коэффициент загрузки трансформаторов 0,5 на ПС-4, ПС-1 и ПС-3. Трансформатор ПС-2 отключен 66,7 кВ 67,7 кВ 68,1 кВ 105 % 106,7 % 107,3 % 5 Коэффициент загрузки трансформаторов 0,5 на ПС-4, ПС-1 и ПС-2. Трансформаторы ПС-3 отключены 67,0 кВ 68,3 кВ 68,8 кВ 105,6 % 107,6 % 108,4 % 6 Коэффициент загрузки трансформаторов 0,5 на ПС-4, ПС-1. Трансформаторы ПС-2 и ПС-3 отключены 70,3 кВ 72,3 кВ 73,8 кВ 110,7 % 113,9 % 116,1 % Примечание. Результаты расчетов представлены для ЭДС системы 110 кВ. Фазное напряжение в % дано относительно фазного номинального напряжения 63,5 кВ. При отключении отдельных силовых трансформаторов на ПС-1, ПС-2 или ПС-3 (или аналогичном снижении нагрузки) напряжение в конце ВЛ-2 превышает ЭДС системы на 7,5–8,4 %. При полном отключении трансформаторов ПС-2 и ПС-3 превышение напряжения достигает 16 %. Указанное повышение напряжения вызвано наличием емкостного тока ВЛ-1 и ВЛ-2 и не полной его компенсацией реактивным током нагрузки, а также увеличением падения напряжения на индуктивности внутреннего сопротивления системы, приведенной к шинам ПС-4. В режимах снижения нагрузки или частичного отключения силовых трансформаторов на ПС-1, ПС-2 и ПС-3 возникает подмагничивание трансформатора напряжения, установленного в конце ВЛ-2. Мощность подмагничивания может достигать 14 кВ·А. Необходимо учитывать влияние несимметричных режимов работы на уровень напряжения на ТН 110 кВ, которые вызваны неполнофазными коммутациями и обрывом провода ВЛ. Варианты неполнофазных коммутаций нагрузки выполнялись для выключателей ПС-1, ПС-2 и ПС-3, а также для выключателей ПС-4. Расчеты показали, что указанные первые три варианта вызывают неравномерное распределение по фазам токов нагрузки, в основном в ВЛ-1 и ВЛ-2, и не вызывают существенных перекосов напряжения на ТН 110 кВ. Влияние неполнофазных режимов рассматривалось для случаев обрыва проводов на ВЛ-1 и ВЛ-2, что соответствует также неполнофазным коммутациям ВЛ-1 на стороне ПС-4. Результаты расчетов вариантов неполнофазных режимов при полной загрузке силовых трансформаторов ПС-1, ПС-2 и ПС-3, равной номинальной мощности, сведены в табл. 2. Из табл. 2 видно, что уровень повышения напряжения на шинах ПС-1 относительно ЭДС системы составляет 4,7 %, а на шинах ПС-2 и ПС-3 с ТН – 3,3 %. Для режима – обрыв провода фазы "А" ВЛ-1 или отключение фазы "А" ВЛ-1 выключателем на ПС-4 (табл. 2, вариант 1) – приведены осциллограммы напряжений на шинах ПС-1, ПС-2 и ПС-3 (рис. 3, а , б ), токов в силовом трансформаторе ПС-1 (рис. 3, в ), суммарных токов в трех силовых трансформаторах ПС-2 и ПС-3 (рис. 3, г ), СТ подстанции ПС-4 (рис. 3, д ) и ток намагничивания в ТН 110 кВ, установленного в конце ВЛ-2 (рис. 3, е ).