В процессе исследований может возникнуть задача моделирования воздушной линии (ВЛ) электропередачи с ответвительными подстанциями (рис. 1).
Рис. 1. Воздушная линия с ответвительными подстанциями с трехобмоточным трасформатором со схемой соединения обмоток Y0/Y/Δ
Если не требуется рассматривать режимы КЗ непосредственно в самом трансформаторе подстанции, а требуется учесть токораспределение, вносимое трансформатором с заземлённой нейтралью, то есть два варианта моделирования такой сети. Первый предполагает использовать полную модель трансформатора, однако ввиду сложности подобной модели и значительного числа вычислительных операций расчет модели ВЛ будет происходить крайне медленно. Второй вариант предполагает учитывать факт заземления нейтрали трансформатора простейшим многополюсником.
Согласно [1], сопротивление нулевой последовательности трансформатора возможно принять ZТ0 = (0,85-0,9)ZТ. Оттуда же сопротивление трансформатора со стороны высшего напряжения (ВН) по нулевой последовательности вводится сопротивлением обмоток ВН и низшего напряжения (НН) (рис. 2).
Рис. 2. Схема замещения двухобмоточного трансформатора по нулевой последовательности
Аналогично для трёхобмоточного трансформатора, в котором токам нулевой последовательности сопротивляются только обмотки высшего и низшего напряжения, сопротивление нулевой последовательности будет включать в себя сопротивление обмоток сторон ВН и НН (рис. 3).
Рис. 3. Схема замещения трёхобмоточного трансформатора (схема соединения обмоток Y0/Y/Δ) по нулевой последовательности
Иными словами, схема замещения трансформатора по прямой последовательности будет иметь вид, представленный на рис. 4.
Рис. 4. Схема замещения трехобмоточного трансформатора со схемой соединения обмоток Y0/Y/Δ по прямой последовательности и путь протекания тока прямой последовательности
Схема замещения трансформатора по нулевой последовательности показана на рис. 5.
Рис. 5. Схема замещения трёхобмоточного трансформатора со схемой соединения обмоток Y0/Y/Δ по нулевой последовательности и путь протекания тока нулевой последовательности
На рис. 4-5 указаны следующие параметры:
- ZТ1,ВН, ZТ0,ВН – сопротивление обмотки ВН по прямой и нулевой последовательности; ZТ1,СН – сопротивление обмотки СН по прямой последовательности;
- ZТ1,НН, ZТ0,НН – сопротивление обмотки НН по прямой и нулевой последовательности;
- ZН1,СН, ZН1,НН – сопротивление нагрузки по прямой последовательности, подключаемое к обмоткам СН и НН соответственно;
- ZН0,СН, ZН0,НН – сопротивление нагрузки по нулевой последовательности, подключаемое к обмоткам СН и НН соответственно.
Если вся остальная модель сети построена на основе многополюсников, то схему замещения ответвительного трансформатора также потребуется представить многополюсниками. Она будет иметь вид, представленный на рис. 6. В схему замещения вводится дополнительный многополюсник, сопротивление которого по нулевой последовательности равно нулю, а по прямой последовательности является бесконечно большим. Использование подобного элемента позволяет рассматривать схему замещения трансформатора для прямой и нулевой последовательности (рис. 6) отдельными схемами (рис. 7, 8). Каждый из многополюсников описывается своей матрицей формы A так же, как и модель эквивалентной энергосистемы.
Рис. 6. Схема замещения трёхобмоточного трансформатора в виде многополюсников
Рис. 7. Схема в виде многополюсников для прямой последовательности
Рис. 8. Схема в виде многополюсников для нулевой последовательности
Таким образом, возможно построение простейшей модели силового трансформатора ответвительной подстанции, расчёт которой требует минимума вычислительных ресурсов.
Список использованной литературы
- Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110-750 кВ. – М.: Энергия, 1979, с. 34