Метод фазных координат: моделирование воздушной линии с ответвительными подстанциями

В процессе исследований может возникнуть задача моделирования воздушной линии (ВЛ) электропередачи с ответвительными подстанциями (рис. 1).

Воздушная линия с ответвительными подстанциями

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).

Схема замещения двухобмоточного трансформатора по нулевой последовательности

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).

Схема замещения трёхобмоточного трансформатора по нулевой последовательности

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.

Схема замещения трехобмоточного трансформатора по прямой последовательности

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.

Схема замещения трёхобмоточного трансформатора по нулевой последовательности

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,ВНZТ0,ВН – сопротивление обмотки ВН по прямой и нулевой последовательности; ZТ1,СН – сопротивление обмотки СН по прямой последовательности;
  • ZТ1,ННZТ0,НН – сопротивление обмотки НН по прямой и нулевой последовательности;
  • ZН1,СНZН1,НН – сопротивление нагрузки по прямой последовательности, подключаемое к обмоткам СН и НН соответственно;
  • ZН0,СНZН0,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.

Схема замещения трёхобмоточного трансформатора

Рис. 6. Схема замещения трёхобмоточного трансформатора в виде многополюсников

Схема в виде многополюсников для прямой последовательности

Рис. 7. Схема в виде многополюсников для прямой последовательности

Схема в виде многополюсников для нулевой 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
  1. 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

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.