1 (2015-09-06 19:10:10 отредактировано keyon83)

Тема: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Господа, подскажите пожалуйста при расчете токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН при расчете в крайних положениях для расчета необходимо брать напряжение соответствующее данной ступени или Uном системы? И если напряжение соответствующее положению, то должен ли я при расчете Хсистемы так же 
использовать это напряжение?

Post's attachments

ПС 220 расчет тр-ов.xls 45.5 Кб, 74 скачиваний с 2015-09-06 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

2 (2015-09-07 14:28:22 отредактировано retriever)

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Когда вы считаете сопротивление трансформатора, то оно должно быть приведено к номинальному напряжению (ответвления) той обмотки, к которой вы все приводите.
Иными словами,
- если вы все приводите к стороне, где установлен регулятор напряжения (в вашем случае  - ВН), то вы должны рассчитывать сопротивление трансформатора для номинального напряжения текущей отпайки (Uном.ВН=257 кВ, 230 кВ, 202 кВ и т.п.), Z=uk%/100*Uном.ВН/Sном
- если вы все приводите к стороне, где регулятора напряжения нет (допустим, НН), то там отпайка, получается, только одна - с номинальным напряжением (6,6 кВ). Вы все приводите к ней, т.е. Z=uk%/100*Uном.НН/Sном

Если учесть, что uk% от положения РПН зависит слабо, то получается, что сопротивление трансформатора, приведенное к стороне без регулятора (НН), будет практически постоянным во всех положениях РПН. А вот приведенное к стороне с регулятором - будет скакать чуть ли не в 2 раза при минимальном/максимальном положениях.

keyon83 пишет:

И если напряжение соответствующее положению, то должен ли я при расчете Хсистемы также использовать это напряжение?

Хсистемы - это которое по результатам расчета ТКЗ? Вообще, в таком случае правильно говорить не напряжение, а ЭДС.
Вам нужно поделить эквивалентную ЭДС на ток КЗ и корень из трех для получения сопротивления прямой последовательности. Ток КЗ вам дан, а вот эквивалентной ЭДС у вас нет. Нужно прикинуть, какой она была при расчете. Обычно в моделях берется ЭДС, равная 1,05-1.1Uном (это как бы ЭДС генератора). Т.е. в вашем случае нужно 230/(3^0,5*Ik). К положению РПН это не имеет вообще никакого отношения. Обычно расчеты ТКЗ делаются без учета РПН. Тем более, когда у вас питание со стороны НН отсутствует - положение РПН не влияет вообще ни на что.

И тут еще один момент. По идее, РПН сам по себе просто так не крутится - он крутится в функции напряжения на регулируемой стороне (СН или НН). Когда напряжение на питающей стороне (допустим, с Uном=220 кВ) упадет, то регулятор повернется так, чтобы уменьшить коэффициент трансформации, приближая напряжение НН к напряжению ВН. Т.е. напряжение на стороне НН  - всегда приблизительно номинал. А вот на ВН может быть всякое. Смысл в том, что крайним положениям регулятора соответствует или очень большой, или очень маленький коэффициент трансформации. Если предположить, что в сопротивлении системы до трансформатора падает не очень много (хотя сопротивление системы в вашем случае довольно большое), то получается, что ЭДС на питающей стороне вы должны увеличивать/уменьшать таким образом, чтобы она, приведенная к стороне НН/СН, была всегда приблизительно постоянной и равной 1,05-1,1Uном.

Post's attachments

Учет РПН при расчетах защит трансформатора.docx 58.68 Кб, 90 скачиваний с 2015-09-07 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

3

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

В книжке Авербух А.М. Релейная защита в задачах с решениями и примерами на странице 50 (можно скачать тут http://retro-rzia.ru/down/o-219.html ) очень хорошо расписано как высчитывается сопротивление трансформатора на разных отпайках, а самое главное написано почему именно так высчитываются.

Добавлено: 2015-09-07 23:06:50

keyon83 пишет:

при расчете в крайних положениях для расчета необходимо брать напряжение соответствующее данной ступени или Uном системы?

и напряжение КЗ тра-ра и напряжение тра-ра нужно брать на крайней отпайке, только учесть тот факт что напряжение не может быть выше Uдоп.сети, к примеру сеть 110 кВ, РПН может регулировать 115+-16%, для расчета минимального сопротивления нужно брать напряжение 96,6 кВ, а вот для максимального 126 кВ (хотя по возможности РПНа можно было бы брать и 133 кВ).

keyon83 пишет:

И если напряжение соответствующее положению, то должен ли я при расчете Хсистемы так же использовать это напряжение?

все верно как сказал retriever, берется 1.05*Uном.сети и если говорить про расчет токов КЗ в крайних положениях РПН, то даются токи КЗ на шинах рассматриваемой системы в максимальном и минимальном режиме, их и нужно подставлять в формулу расчета сопротивления системы при рассмотрении тока КЗ в соответствующем положении РПНа.

РОССИЯ, Новосибирск, www.i-mt.net, тех. поддержка 8-800-555-25-11

4

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Ахметов Павел МТ пишет:

для расчета минимального сопротивления нужно брать напряжение 96,6 кВ, а вот для максимального 126 кВ (хотя по возможности РПНа можно было бы брать и 133 кВ).

Честно говоря, я бы в таком случае не говорил бы о том, что у нас расчет ведется для положения РПН на крайней отпайке...
Скорее можно говорить о том, что РПН у нас получается всегда "недокручен", и мы считаем сопротивления трансформатора для крайних, реально используемых положений регулятора.
И в связи с этим любопытный вопрос ICQ/ab:) а зачем тогда нужен дополнительный диапазон регулирования, в котором напряжения делаются равными "недопустимым" значениям?

5

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Когда то задавался данным вопросом. Ответ прост, положение РПН-а может быть несколько большим, чем 126 кВ,
это связанно с компенсацией падения напряжения на Тр из-за величины нагрузочного тока, а это дополнительно 1-2 положения РПН-а.
Т.е. 126 кВ +1..2 х 1.78% (хотя может быть кто-то может более точно сказать сколько дополнительных ступеней нужно брать).

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 (2015-11-04 11:01:29 отредактировано Ахметов Павел МТ)

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Лазил по просторам интернета в поисках ответа на кое какие вопросы относящиеся к расчетам уставок, наткнулся на данную статью: http://cyberleninka.ru/article/n/metod- … ryazheniya
Там как раз рассуждения по поводу расчета параметров транса для случаев когда РПН не на крайних отпайках

РОССИЯ, Новосибирск, www.i-mt.net, тех. поддержка 8-800-555-25-11

7

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

CLON пишет:

это связанно с компенсацией падения напряжения на Тр из-за величины нагрузочного тока, а это дополнительно 1-2 положения РПН-а.

Неа, нагрузочный ток требует, судя по моим расчетам, как раз-таки уменьшения Ктр. Вот "вниз" на -16% нагрузочный ток как раз-таки может регулятор загнать, а вверх - нет. Максмальное положение регулятора "вверх" будет при холостом ходе.

Ахметов Павел МТ пишет:

Лазил по просторам интернета в поисках ответа на кое какие вопросы относящиеся к расчетам уставок, наткнулся на данную статью:

В общем, таки нашел время и вроде бы разобрался в вопросе.
Все эти рассуждения про то, что раз 1.16*115=133.4 кВ>126 кВ, то положение +16% регулятора использовать нельзя - фигня.
Потому что в расчетах ТКЗ трансформатор задается коэффициентом трансформации, который равен ОТНОШЕНИЮ номинальных напряжений сторон (т.е. отношению количества витков).
Если у нас трансформатор 115/10.5 кВ, то его коэффициент трансформации Ктр=115/10.5=10.952≈11. Регулятор просто увеличивает это значение.
Положим, мы имеем на вторичке ровно 10 кВ и практически отсутствующую нагрузку (холостой ход). При этом регулятор находится в положении +16%.
Тогда на первичке будет 10*10.952*1.16=127.043 кВ А не 133.4... И от допустимых 126 кВ это практически совсем не отличается...

P.S. Расчеты прикладываю... Если какие-то замечания - просьба отписать))

Post's attachments

Mathcad - РПН.pdf 376.41 Кб, 72 скачиваний с 2015-11-04 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

8

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Извиняюсь за оффтопик...
Для снятия всех вопросов по учету сопротивления РПН трансформатора рекомендую ознакомится со статьей М.А. Шабада "Приближенный расчет токов КЗ и самозапуска для релейной защиты понижающих трансформаторов РПН 110 и 35 кВ распределительных сетей", копия данной стати есть в учебном пособии И.Л. Небрат, Т.П. Полесицкой "Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты" часть 1. ПЭИКП кафедра "Реленой защиты и автоматики электрических станций сетей и систем".

По ГОСТ 721-77 напряжение в сети 110 кВ не может быть больше 126 кВ. В соответствии с ГОСТ 12965-85 двух- и трехобмоточные трансформаторы чаще всего имеют +-9 ступеней РПН(+-16%), тогда минимальное напряжение стороны ВН трансформатора, при котором будет поддерживаться среднее напряжение на стороне СН(НН) 96,58 кВ. Сопротивление трансформатора в этом случае будет Xср*sqr(1-0,16).
Максимальное сопротивление трансформатора будет с учетом 6 ступени РПН (в плюс) примерно соответствующей 126 кВ, в этом случае сопротивление трансформатора Xср*sqr(1+1,78*6).

9

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Andy Winner пишет:

Максимальное сопротивление трансформатора будет с учетом 6 ступени РПН (в плюс) примерно соответствующей 126 кВ, в этом случае сопротивление трансформатора Xср*sqr(1+1,78*6).

Уже упоминал об этом в предыдущем посте, повторюсь
Напряжение на стороне ВН трансформатора почему-то все норовят определять как Uвн=Uном.ВН.трансф*(1+ΔUрпн).
А надо брать формулу (причем она годится только для режима ХХ, без нагрузки) Uвн=Uнн.рег*[Uном.ВН.трансф/Uном.НН.трансф]*(1+ΔUрпн), где Uнн.рег - уставка АРПН по напряжению, ΔUрпн - текущее положение РПН.

Вторая формула превращается в первую, только если Uнн.рег=Uном.НН.трансф, но ведь это принципиально две разные цифры!
Одна из них задается уставкой в терминале АРПН, вторая - написана на шильдике купленного трансформатора. Да, они близки по значению, но мы сейчас залезли как раз в ту область, где нежелательно использовать приблизительное равенство между ними...

И я хотел сказать, что если уставка в терминале АРПН стоит 10 кВ, а трансформатор у нас 115/10.5 кВ, то при положении РПН в +16%, то мы получим напряжение на ВН
10*115/10.5*1.16=127.043 кВ, что близко к допустимым 126 кВ.
А "приблизительный расчет" дает 115*1.16=133.4 кВ, что уже достаточно далеко от допустимого.

Так что если и говорить о допустимом диапазоне регулирования, то надо тогда смотреть на уставку АРПН.

Что касается регулирования "вниз", то при наличии нагрузки напряжение на стороне ВН может гораздо больше 96.58 кВ (потому что будет падение напряжения в сопротивлении трансформатора), и, тем не менее, регулятор будет стоять в позиции -16%.

10

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Диапазон регулирования задается в уставках АРНТ, при этом напряжение на шинах СН и НН не так важно, если оно не выходит за пределы ГОСТ 721-77, главное чтобы напряжение на шинах у потребителя, было не ниже чем номинальное (с учетом потерь при транзите мощности от шин, к которым подключается трансформатор). Например согласно ГОСТ 12956-85 номинальное напряжение стороны СН трехобмоточного трансформатора 110/35/10 выбрано 38,5 кВ именно из-за высоких потерь при транзите мощности от шин к которым подключен трансформатор, до шин потребителя.
В АРНТ (БМРЗ-156-ЦРН) реализован т.н. "режим токовой компенсации", когда АРНТ ориентируясь по току отходящей линии наиболее ответственного потребителя может менять ступень РПН добиваясь требуемого напряжения на шинах ПС потребителя.

Результаты моделирования в MatLAB-Simulink (трансформатор ТДТН-10000/110, нагрузка на стороне НН 8e6+j6e6, среднее напряжение стороны НН согласно ГОСТ 12956-85 11 кВ)http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/90000/3000/93346/thumb/p1a4v5j7jc1ptr1vlltfj1b7a1brd1.jpg http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/90000/3000/93346/thumb/p1a4v5j7jc1ptr1vlltfj1b7a1brd1.jpg

11

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Andy Winner пишет:

ГОСТ 12956-85

Наверное, все же ГОСТ 12965-85. "Трансформаторы силовые масляные 110-150 кВ, общие технические условия".
И этот гост не имеет прямого отношения к напряжению на стороне НН. У трансформатора ТДТН-10000/110 UномВН=115 кВ, UномНН=11 кВ, но эти цифры не имеют прямого отношения к напряжению. Они всего лишь означают, что у трансформатора номинальный коэффициент трансформации 115/11=10.45455.  Есть трансформаторы с коэффициентом 115/10.5.
А сколько реально киловольт будет на ВН - определится режимом.
И какую уставку АРНТ ставить - определять, вообще говоря, нужно расчетом, с учетом того, каким именно образом реально потребитель подключен.
Может, между трансформатором и потребителем - жалкие пара сотен метров кабеля, какое там падение напряжения в нем будет? Несколько ВОЛЬТ (даже не киловольт).

Хорошо бы, если кто-то выложил сюда реальные уставки АРНТ по напряжению с нескольких разных объектов - разговор был бы более предметным)).

12

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Коллега если вы внимательно посмотрите ГОСТ 12965-85, то обнаружите, что для трех обмоточных трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ номинальное напряжение стороны НН или 11 кВ или 6,6 кВ. 10,5 кВ, бывает на стороне НН только у двухобмоточных трансформаторов и трансформаторов с расщепленной обмоткой.

13

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Andy Winner, окей. Но проблема учета РПН стоит для всех трансформаторов с РПН, в том числе и с расщепленной обмоткой. Тема под конец как-то немного съехала с первоначально заявленной))

14

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Тоже встал вопрос о правильном расчете ТКЗ за трансформатором с учетом РПН.

Ахметов Павел МТ пишет:

и напряжение КЗ тра-ра и напряжение тра-ра нужно брать на крайней отпайке, только учесть тот факт что напряжение не может быть выше Uдоп.сети, к примеру сеть 110 кВ, РПН может регулировать 115+-16%, для расчета минимального сопротивления нужно брать напряжение 96,6 кВ, а вот для максимального 126 кВ (хотя по возможности РПНа можно было бы брать и 133 кВ).

Считаю, что если предел регулирования РПН не ограничен физически, то для расчета минимального ТКЗ (максимальное сопротивление тр-ра) нужно брать макс. ответвление РПН, соответствующее 133 кВ, при котором будет макс. Uк. Я вообще не пойму аргумента про 126 кВ, мы загнали РПН в крайнее положение, увеличили до максимуму кол-во витков w1, увеличили соответственно Uк, но напряжение первичной обмотки не будет 133 кВ, оно будет соответствовать напряжению сети.

15

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

sanja1927 пишет:

Я вообще не пойму аргумента про 126 кВ, мы загнали РПН в крайнее положение, увеличили до максимуму кол-во витков w1,

Вы блуждаете в двух соснах. С помощью РПН регулируют напряжение на НН.
Предел регулирования ограничен здравым смыслом. Вы никогда не будите загонять РПН в крайнее положение если напряжение в сети 126 кВ.

16

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

Ничего я не блуждаю. При расчете минимального тока КЗ на минимальный режим работы системы накладывается ОШИБОЧНОЕ регулирование РПН, т.е. у нас просело U2, АРН дает команду РПН на уменьшение Кт, но в реале привод РПН идет в другую сторону, следовательно U2 еще снижается, но мощность нагрузки остается неизменной, следовательно возрастает ток, затем снова АРН дает команду и снова привод идет не туда и т.д. по кругу. Реальный случай на ПС: диапазон регулирования РПН не ограничен, производился ремонт ТСН, после завершения ремонта при кодключения кабеля его не сфазировали, поменяли чередования фаз, мотор РПН начался крутиться в другую сторону, когда автоматика АРН давала команду на понижение Кт, чтобы повысить U2, реально привод шел в другую сторону, что приволе к росту тока на НН, произошло КЗ на ошиновке и выгорело пару ячеек. Это я к тому, что если диапазон регулирования ограничен физически, то да, принимаем не весь, а если нет, то принимаем весь диапазон при условии ошибочного регулирования.

Добавлено: 2016-04-28 10:35:14

Papuas пишет:

Вы никогда не будите загонять РПН в крайнее положение если напряжение в сети 126 кВ.

Я ввобще никак не связываю макс.допустимое Uc=126 кВ и допустимый предел РПН. Есть Uc то, которое задано в минимальном режиме работы сети,  максимальное сопротивление трансформатора определяется от положения РПН и не как не связывается с макс. допустимым Uc=126 кВ. Допустим, задано Uс в минимальном режиме Uc=110 кВ. Миним. ток КЗ рассчитывается с учетом макс сопротивления трансформатора, т.е. на обмотке ВН U=110 кВ, но РПН загнан в крайнее положение, при котором Хтр.макс.

17

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

sanja1927 пишет:

Я ввобще никак не связываю макс.допустимое Uc=126 кВ и допустимый предел РПН. Есть Uc то, которое задано в минимальном режиме работы сети,  максимальное сопротивление трансформатора определяется от положения РПН и не как не связывается с макс. допустимым Uc=126 кВ. Допустим, задано Uс в минимальном режиме Uc=110 кВ. Миним. ток КЗ рассчитывается с учетом макс сопротивления трансформатора, т.е. на обмотке ВН U=110 кВ, но РПН загнан в крайнее положение, при котором Хтр.макс.

Вообще действительно, возможно следует заложиться на неправильную работу устройства АРПН.
Если принять сопротивление системы, равным нулю (пойдет в расчетный запас), то Ik_рпн=Ik/(1±dUрпн)^2 (т.к. сопротивление трансформатора и всего, что за ним, умножается на квадрат коэффициента трансформации). Тогда можно рассчитать без учета РПН и взять такие коэффициенты:
При отстройке от КЗ
Котс>=Котс_ном*1/(1-dUрпн)^2
При согласовании
Ксогл>=Ксогл_ном*1/(1-dUрпн)
При проверке чувствительности
Кч>=(1+dUрпн)^2*Кч_ном

18

Re: расчет токов КЗ за трехобмоточным тр-ом с учетом РПН

retriever пишет:

Вообще действительно, возможно следует заложиться на неправильную работу устройства АРПН.

Встречал такое в практике. АРКТ загнал РПН в крайнее положение, задрав напряжение на стороне НН выше предельно допустимого. Начали жаловаться потребители и один фидер отключился.