Схемы замещения трансформаторов
Лекция 3. Схемы замещения трансформаторов
 |
На ПС применяют двух, трехобмоточные трансформаторы, а также АТ.
1) Двухобмоточный трансформатор условно обозначается так:
Первичная обмотка со вторичной имеет только магнитную связь.
Имеет две обмотки и связывает сети двух напряжений.
 |
2) Трехобмоточный трансформатор связывает сети 3-х напряжений, и обозначается:
3) Двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой НН. Uнн1=Uнн2: Uнн1><Uнн2 – 6,10кВ обозначается:
Трансформаторы выполняются либо трехфазными, либо однофазными (три однофазных трансформатора на ПС составляют одну трехфазную трансформаторную группу).
Двухобмоточный трансформатор
Рекомендуемые материалы
Влияние трансформаторов на режим работы системы учитывается с помощью схемы замещения (Г-образной). Такая схема замещения (Г-образная) для одной фазы двухобмоточного трансформатора показана на рис.1,
где rТ=r1+rI2 – сумма активного сопротивления первичной обмотки и приведенного к ней (к первичной) активного сопротивления вторичной обмотки;
хТ=х1+хI2 – сумма индуктивного сопротивления рассеяния первичной обмотки и приведенного к ней (к первичной) индуктивного сопротивления вторичной обмотки.
rТ и хТ называют активным и индуктивным сопротивлениями трансформатора.
Проводимости gТ и вТ, определяют активную и реактивную слагающие намагничивающего тока трансформатора Im.
Активная составляющая этого тока обусловлена потерями мощности в стали трансформатора, а реактивная определяет магнитный поток взаимоиндукции обмоток трансформатора.
В схему включен идеальный трансформатор, не имеющий сопротивлений и магнитных потоков рассеяния. Соотношение напряжений на его зажимах постоянно и определяется коэффициентом трансформации реального трансформатора в режиме холостого хода.
Обычно идеальный трансформатор в схемах замещения опускается, и расчеты выполняются к приведенным величинам вторичного напряжения UI2 и тока II2 (см. рис.2 упрощенная схема замещения).
 |
При U£220кВ ветви намагничивания учитываются в виде дополнительной нагрузки потери мощности в стали трансформатора или потери холостого хода.
где DРхх+jDQхх – потери мощности в стали или потери х.х.
Опыт холостого хода
Проводимости ветви намагничивания определяются результатами опыта х.х. В этом опыте размыкается вторичная обмотка, а к первичной подводится номинальное напряжение. Ток в продольной части схемы замещения равен нулю, а к поперечной приложено Uном. Трансформатор потребляет в этом режиме только мощность, равную потерям холостого хода.
 |
Как следует из схемы замещения, ток и мощность, потребляемая трансформатором в этом режиме, определяется параметрами цепи намагничивания
DRхх » U2ном´gТ
DQxx » U2ном´вТ, откуда
gТ=
; вТ=
.
Намагничивающая мощность DQхх обычно принимается равной полной мощности х.х. трансформатора Sхх в виду малости потерь активной мощности DRхх в сравнении с DQхх.
 |
DQхх » Sхх » Im или Ixx
Мощность Sхх в относительных единицах равна току холостого хода в процентах, который указывается в каталожных данных.
Im=
Проводимости gТ и вТ схемы замещения трансформатора определяются по результатам опыта х.х., в котором при разомкнутой вторичной обмотке к первичной обмотке трансформатора подводиться номинальное напряжение.
Для каждого трансформатора известны следующие параметры (каталожные данные) к ним относятся:
Потери к.з. DРк.з., [кВт];
Потери х.х. DРхх, [кВт];
Напряжение короткого замыкания Uк, %;
Ток холостого хода Ixx=Im, %.
Они позволяют определить все сопротивления и проводимости схемы замещения и вычислить потери активной и реактивной мощности в нем (стр.64 Идельчик).
Опыт короткого замыкания
Активное и индуктивное сопротивление одной фазы трансформатора может быть экспериментально определены из опыта короткого замыкания (к.з.). Этот опыт состоит в том, что вторичная обмотка трансформатора замыкается накоротко, а к первичной подводится такое напряжение, при котором токи в обеих обмотках трансформатора имеют номинальное значение. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания (Uк).
 |
Активная мощность, потребляемая трансформатором в опыте к.з., целиком расходуется на нагрев его обмоток. Потери в стали при этом ничтожны из-за малости приложенного напряжения (Uк£Uном). Поэтому можно считать, что в опыте к.з.:
DRкз=3I2номrТ=
; S=
´U´I; I=
;
откуда 
Напряжение короткого замыкания (Uк) складывается из двух составляющих: Первая составляющая – падение напряжения в активном и вторая составляющая – в индуктивном сопротивлениях от тока, протекающего в режиме к.з. В крупных трансформаторах rТ<<xТ.
Пренебрегая падением напряжения в активном сопротивлении можно считать:
Uк% » Ur%=
; Uф=
;
откуда хТ=
;
хТ=
хТ – в Ом, при Uном – кВ, Sном – МВА.
Передача мощности через трансформаторы сопровождается потерями мощности в активном и реактивном сопротивлениях его обмоток, а также с потерями связанными с намагничиванием стали.
Потери, возникающие в обмотках, зависят от протекающего по ним тока; потери, идущие на намагничивание, определяются приложенным напряжением и в первом приближении может быть приняты неизменными и равными потерям х.х.
Суммарные потери мощности в трансформаторе:
DРТ=3I22rТ+DРхх=
DQТ=3I22xТ+DQxx=
DQxx – выразить через каталожные данные.
Когда напряжение U2 неизвестно, принимают U2=Uном, к которому приведены сопротивления rТ и хТ.
При êêработе “n” одинаковых трансформаторов их эквивалентное сопротивление уменьшается ¯ в “n” раз, тогда как потери на намагничивание увеличиваются в “n” раз.
При этом: DРТ » 
DQТ » 
Потери мощности могут быть найдены по каталожным параметрам трансформаторов без предварительного вычисления сопротивлений rТ и хТ.
Поскольку потери к.з. DRкз определяются при номинальном токе трансформатора.
DRкз=3I2ном´rТ,
а при любом другом токе потери активной мощности в обмотках:(потери в меди)
DRм=3I22´rТ,
то справедлива зависимость:
Тогда при одном трансформаторе из (*) при известной реальной загрузке трансформаторов получим: DRм=DRкз´
При ççработе “n” одинаковых трансформаторов: DRТ=
Подставив выражение для реактивного сопротивления (5) в (7) получим:
DQТ=
:(12)
Трехобмоточный трансформатор
Условное обозначение:
Имеет три обмотки, связывает сети трех напряжений.
Обмотки между собой имеют электромагнитную связь.
Схема замещения трехобмоточного трансформатора:
 |
Схему замещения можно отобразить в упрощенном виде, где идеальные трансформаторы отсутствуют и сопротивления представлены в виде комплексных значений:
где r1, r2, r3 – активные сопротивления трех обмоток трансформатора, приведенные к напряжению первичной обмотки;
х1, х2, х3 – условные индуктивности рассеяния обмоток, также приведенные к напряжению первичной обмотки.
Параметры цепи намагничивания 3-х обмоточных трансформаторов определяется аналогично двухобмоточным.
Если в опытах к.з. при замыкании одной обмотки и отсутствии нагрузки у другой, замерить напряжение к.з. Uк(1-2), Uк(1-3), Uк(2-3) и потери мощности, то по формулам, полученным выше, можно определить суммарные сопротивления двух последовательно включенных лучей схемы замещения 3-х обмоточного трансформатора. При замыкании накоротко обмотки 2 и включения трансформатора под напряжение через обмотку 1 можно найти:
r12=r1+r2=
x12=x1+x2=
Другие опыты к.з. позволяют аналогично определить суммарные сопротивления:
(15)
Из систем уравнений (14) и (15) следует, что:
Значения напряжений к.з. Uк(1-2), Uк(1-3), Uк(2-3) нормированы и приводятся в каталожных данных.
Значение потерь к.з. дается в таблицах. В первом случае активные сопротивления обмоток могут быть найдены в предположении, что эти сопротивления приведены к одной ступени трансформации, обратно пропорциональны номинальным мощностям соответствующих обмоток, и отвечающие наибольшим потерям мощности. Приводятся три значения потерь: DRкз(1-2), DRкз(1-3), DRкз(2-3).
При определении активных и индуктивных сопротивлений обмоток, следует принять во внимание их исполнение.
Трехобмоточные тр-ры имеют несколько исполнений. В одном из них каждая из обмоток тр-ра рассчитана на номинальную мощность. Есть возможность по любым двум обмоткам при отключенной третьей передавать полную номинальную мощность.
Соотношение мощностей обмоток у такого тр-ра 100/100/100%
Есть исполнение у новых трансформаторов, где соотношение мощностей 100/50/50%
100/67/33%
100/33/67%
50% или 67% или 33% соответствуют загрузке соответствующих обмоток на 50 или 67 или 33% от номинальной мощности тр-ра.
Выбор исполнения трехобмоточного тр-ра зависит от соотношения между мощностями нагрузок, питающихся от различных обмоток тр-ра.
При исполнении тр-ров с соотношением мощностей обмоток 100/100/100% все его активные сопротивления (приведенные) равны: r1=r2=r3=
что следует из (13) при r1=r2.
Для тр-ров с соотношением мощностей обмоток 100/100/66,7 сопротивление первых двух обмоток определяется соотношением (17) сопротивление же третьей находиться из соотношения: 
При известных трех значениях потерь к.з. можно найти:
DRкз1=
DRкз2=
DRкз3=
а затем с помощью формулы: rТ=
; определить сопротивления r1, r2, r3 по найденным значениям DRкз1, DRкз2, DRкз3.
Потери реактивной и активной мощностей в 3-х обм. тр-рах можно вычислить суммированием потерь мощности в трех его обмотках; которые определяются по величине мощности, протекающей через соответствующую обмотку.
При неизвестных напряжениях в точках схемы замещения расчет ведется по номинальному напряжению, к которому приведены сопротивления обмоток.
Когда известны потери к.з. DRкз1, DRкз2, DRкз3, потери активной мощности м.б. найдены приблизительно как:
DRТ=
Здесь S1, S2, S3 – нагрузки обмоток тр-ра.
Для потерь реактивной мощности при приблизительном расчете справедливо выражение:
DQТ=
(при выводе формул (18) и (19) принято, что потери мощности и напряжения к.з. приведены к номинальной мощности соответствующих обмоток).
Трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения
Соединяет ветви двух напряжений.
|
|
НАПРИМЕР: 110/10,5/10,5кВ или (110-ВН; 10,5-НН1; 10,5-НН2).
Соединяет сети ВН и двух ближайших (одного класса) напряжений.
НАПРИМЕР: 110/10,5/6,3кВ (110-ВН; 10,5-НН1; 6,3-НН2).
Типы: ТРДН, ТРДЦН.
Мощность каждой обмотки низшего напряжения составляет часть номинальной мощности (1/2 Sном). Допускается любое распределение нагрузки между ветвями расщепленной обмотки (одна ветвь может быть полностью нагружена, а вторая отключена или обе ветви нагружены полностью).
; 
;
;
;
.
Схема замещения трансформатора с расщепленной обмоткой низшего напряжения.
 |
Автотрансформаторы
|
Рис 1 |
Наряду с трансформаторами, для связи электрических сетей с различными напряжениями, широко применяются автотрансформаторы (АТ).
Условное обозначение АТ в схемах: (Рис. 1)
АТ осуществляют непосредственную электрическую связь между сетями высшего и среднего напряжения, обеспечивают перетоки мощности как односторонние, так и реверсивные, одновременно могут питать нагрузку на стороне НН или через присоединенные к обмотке НН, синхронные компенсаторы могут выдавать в сеть СН опережающего мощность и др. Наиболее характерным режимом АТ является выдача мощности из магистральных сетей ВН в сети СН для электроснабжения значительных районов.
|
|
Основное отличие АТ и Т заключается в следующем:
* в трансформаторе первичная обмотка со вторичной обмоткой имеет только магнитную связь;
· в АТ между обмотками ОА ОС осуществляется электрическая связь
Эл. связанные обмотки АО и СО. Часть обмотки между выводами АО называется последовательной, а между выводами СО называется общей.
Последовательная и общая обмотки имеют между собой как магнитную, так и электрическую связь. Обмотка низкого напряжения с двумя другими обмотками имеет только магнитная связь.
В АТ часть мощности передается непосредственно без трансформации, через контактную (электрическую) связь между последовательной и общей обмотками.
Токораспределение у АТ другое. Если мощность передается с ВН®СН и с ВН®НН.
В понижающем АТ ток в общей обмотке (Iтр) определяется разностью токов, замыкающихся через сети ВН и СН. Эта обмотка рассчитывается на ток меньший Iном АТ, определяемого на стороне ВН.
АТ в каждой фазе имеет обмотку ОА-ВН, состоящую из общей обмотки ОС-СН и последовательной обмотки АС. Эти обмотки соединены между собой по автотрансформаторной схеме, т.е. электрически. Третья обмотка - третичная НН всегда соединена треугольником и имеет трансформаторную электромагнитную связь с обмоткой ОА (ВН), т.е. с общей (ОС) и последовательной (АС), что на схеме отражено.
При работе АТ в режиме понижения напряжения в последовательной обмотке проходит ток Iв, который создавая магнитный поток, наводит в общей обмотке ток I0. Ток нагрузки вторичной обмотки Iс складывается из тока Iв, проходящего благодаря гальванической (электрической) связи обмоток, и тока I0, созданного магнитной связью этих обмоток:
Iс= Iв+ I0, откуда I0+ Iс- Iв.
АТ также как и трансформатор характеризуются номинальными напряжениями и мощностью.
Под номинальной мощностью АТ понимается предельная проходная мощность, которая может быть передана через АТ на стороне ВН:
Sном = Ö3 Iв. Uв
Мощность, которую АТ может принять из сети ВН или передать в эту сеть, называется проходной мощностью Sпрох, причем Sпрох= Sтр,+ Sэ,
Sтр - трансформаторная мощность;
Sэ - электрическая мощность.
Для характеристики АТ введено еще понятие типовой номинальной мощности Sт, на которую рассчитывается последовательная обмотка (АС).
Типовая, т.е. трансформаторная мощность АТ при номинальных условиях характеризует способность АТ передавать мощность магнитным путем. Она определяет габариты и стоимость АТ, а также расход материалов и мощность отдельных обмоток.
Для этой последовательной обмотки, протекающая по ней мощность определяется при отсутствии нагрузки НН.
Sт=Sном×a
- коэффициент трансформации;
или 
=
, где a=1-
;
a -коэффициент выгодности;
k - коэффициент трансформации.
Т.о. типовая мощность характеризует мощность передаваемую электромагнитным путем, через обмотки, связанные электрически.
При использовании третичной обмотки (НН) в понижающих АТ для питания нагрузки (или для присоединения к ней генератора в повышающих АТ) предельная ее мощность равна типовой.
В понижающем АТ при передаче мощности с ВН®СН и ВН®НН в общей обмотке ОС (СН) протекает разность токов Iв - Iс. Вследствие этого общая обмотка рассчитана на ток меньший номинального, и мощность этой обмотки равна его типовой мощности. (Sобщ.обм.=Sтип.)
Т.о. конструкция понижающего АТ делает возможным передачу мощности больше той, на которую рассчитываются его обмотки. Понижающие АТ поэтому дешевле трех обмоточных трансформаторов той же мощности и характеризуются меньшим расходом активных материалов на их изготовление и следовательно меньшими потерями активной мощности.
Преимущества АТ проявляются в большей степени при малых значениях 
(коэффициент выгодности), т.е. тогда, когда они связывают сети более близких напряжений.
Sт=Sном×a; .
АТ, как и трех обмоточные трансформаторы характеризуются потерями и токами ХХ (DРхх, Im=Iхх) и тремя значениями напряжений КЗ.
Таблицы параметров АТ содержат при значения потерь КЗ, отвечающие трем опытам КЗ. Причем одно из них DРкз(в-с)= DРкз(1-2) приводятся отнесенными к номинальной мощности АТ, а два других DР’кз(в-н)= DР’кз(1-3) и DР’кз(с-н)= DР’кз(2-3) в ряде случаев указываются отнесенными к типовой мощности.
Эта особенность отвечает условиям осуществления опытов КЗ. При КЗ обмотки НН, рассчитанной на типовую мощность, напряжение поднимается до величины, определяющей в этой обмотке ток, соответствующий типовой, а не номинальной мощности.
При КЗ на стороне СН и подаче напряжения на ВН, это напряжение может подниматься до величины, при которой ток в последовательной обмотке достигнет значения, отвечающего номинальной мощности АТ.
Для АТ справедлива схема замещения трехобмоточного трансформатора.
 |
Параметры ветви намагничивания определяются по формулам:
; 
.
Также как и для трансформаторов реактивные сопротивления могут быть найдены по выражениям:
; 
; 
.
После вычисления по формулам:
;
НО только после приведения всех табличных значений напряжений КЗ к одной номинальной мощности АТ.
и
.
При определении активных сопротивлений все значения потерь КЗ (DРКЗ) также должны быть приведены к номинальной мощности АТ:
и 
;
Тогда
; 
; 
.
И аналогично выражениям для Х1, Х2, Х3:
; 
; 
.
Для вычисления потерь активной и реактивной мощностей в АТ можно выполнить расчет режима его схемы замещения. Можно также воспользоваться табличными значениями потерь КЗ (DРКЗ) и напряжений КЗ (Uk%). В последнем случае искомые величины определяются формулами:
;
и
в которых табличные данные должны подставляться приведенными к номинальной мощности АТ.
Автотрансформаторы
Для снижения стоимости ПС и уменьшения потерь электроэнергии при трансформации в сетях напряжением 110кВ и выше применяют автотрансформаторы (АТ) вместо трех обмоточных (Т) трансформаторов. При применении автотрансформатора 220/110/10кВ удельная экономия меди (кг/кВ×А) составляет примерно 15-25%, а его полный вес в 1,5 раза меньше, чем трансформатора. Суммарные потери энергии уменьшаются на 30-35%.
![]()
Расчет режимов кольцевых сетей
 |
 |
На рисунке а) показана схема сети с несколькими нагрузками. Головные участки включены на шины питающего пункта А – это или системная п/ст или эл.станция. Если эту схему представить разрезанной по питающему пункту и развернутой, то она будет иметь вид линии с двусторонним питанием, у которой напряжения по концам равны по величине и фазе ( рис.б )
 |
На рисунке в) приведена расчетная схема этой сети:
Здесь S1, S2 , S3 – расчетные нагрузки п/ст, включающие саму нагрузку узлов, зарядные мощности 0.5 линий и потери мощности в трансформаторах.
Направление потоков мощности на отдельных участках схемы принимается условно. Действительные направления определяются в результате расчета.
Известными для расчета являются:
1. Напряжение в точке питания
2. Мощность нагрузок
Расчет должен выполняться методом последовательных приближений.
Первое приближение – равенство напряжений вдоль линии,это напряжение принимают равным номинальному напряжению линии.
Второе приближение - отсутствие потерь мощности.
При этих допущениях ,токи, протекающие по отдельным участкам схемы определяются соотношением:
Условие равенства напряжений по концам линии означает равенство нулю падения напряжения в схеме.
Условие равенства нулю падения напряжения на основании 2-го закона Кирхгофа может быть записано следующим образом:
или ,если сократить во всех членах Ö3Uном
Выразим входящие в это уравнение мощности участков II, III, IV через мощность SI и известные мощности нагрузок S1, S2, S3:
Откуда: 
Кроме того, на основании 1-го закона Кирхгофа имеем:
Подставив (2)-(5) в исходное уравнение (1):
После преобразования получим:
откуда, c учетом обозначений рис.в) следует,что
Или 
Подставив формулы (2)-(5) в уравнение (1) для SIV после аналогичных преобразований получим:
Или 
В общем случае при «n» нагрузках на кольцевой линии:
и 
где ZmA и ZmA – сопротивления от точки m , в которой включена промежуточная нагрузка Sm до точки питания A и A соответственно.
После определения мощностей, протекающих по головным участкам сети, можно найти мощности на остальных участках с помощью закона Кирхгофа, последовательно примененного для каждой точки включения нагрузки. Определение потоков мощности является первым этапом расчета.
На втором этапе определяются потери мощности, а также напряжения в узловых точках схемы.
Допустим , что в результате I этапа найдено распределение мощностей показанное на рис.а)
 |
К точке 2 мощность поступает с двух сторон. Такая точка называется точкой потокораздела. Обычно изображается зачерненным треугольником.
Если исходную схему мысленно разрезать по точке потокораздела, то получим схему, изображенную на рисунке б).
Такая операция не изменит распределение мощностей во всей сети в целом, если считать в точке 2 включенной нагрузку с потребляемой мощностью SII , а в точке 2 – нагрузку с мощностью SIII.
Схема , изображенная на рисунке б), состоит из двух независимых частей, каждая из которых характеризует разомкнутую сеть с заданными нагрузками S1,SII и S3,SIII и напряжениями
UA = UA на шинах источника питания. Дальнейший расчет осуществляется также как для разомкнутых сетей «по данным начала». При этом, должны быть найдены уточненные значения мощностей, учитывающие потери мощности на участках схемы, начиная с концов
при допущении, что U = Uном, а затем должны быть вычислены напряжения в узловых точках, начиная с точек A и A .
Иногда может выявиться две точки потокораздела – одна для активной, другая для реактивной мощности.
 |
Такой случай иллюстрируется на рисунке 2, где точка 2 является точкой потокораздела для активной, а точка 3 – для реактивной мощности.
 |
Кольцевая сеть разделяется на две разомкнутые. Предварительно вычисляют потери мощности на участке между точками потокораздела:
Если принять, что в точке 2 включена нагрузка
а в точке 3 нагрузка
то можно вместо кольцевой схемы рассматривать две разомкнутые линии, показанные на последнем рисунке.
Совместный расчет режима сетей
нескольких номинальных напряжений
В энергосистеме работают сети нескольких номинальных напряжений, связанных между собой трансформаторами и автотрансформаторами.
Схема сети.
Схема замещения.
Рассмотрим особенности расчета режима в таких случаях.
Идеальный трансформатор отражает наличие трансформации между цепями 110 и 35 кВ.
При этом сопротивления трансформатора учитываются элементами Zтв2, Zтс2 (Zтн2 нет т.к. D Sтн2 вошли в S2).
В узловых точках 1, 0 и 3 включены расчетные нагрузки подстанций 1, 2 и 3 (
).
В составе S1 кроме нагрузки потерь в трансформаторе учтены зарядные мощности половин линий Л1 и Л2, в S2 учтена нагрузка узла и потери в обмотке Zтн2 , в S3 учтена нагрузка и потери в трансформаторе (зарядная мощность 1/2 линии ЛЧ не учитывается, т.к. U=35кВ).
Рассмотрим сначала последовательность расчета схемы «по данным конца». Расчет участка 3-2 выполняется аналогично приведенным ранее расчетам.
Результатом расчета будет определение напряжения 
и мощности 
. При коэффициенте трансформации k tb-c 
, а мощность 
, т.к. трансформатор - идеальный и он не имеет сопротивлений.
После определения 
и 
расчет выполняется применительно к схеме одного номинального напряжения.
Расчет «по данным начала» выполняется в два этапа, по аналогии с расчетом для сети с одним Uном.
На первом этапе определяется:
1. потери мощности;
2. значения мощностей во всех элементах схемы замещения, при условии, что напряжение во всех точках сети имеет номинальное значение.
Для линии ЛЧ Uном=35кВ, для остальных элементов схемы Uном=110кВ.
На втором этапе определяется во втором приближении:
1. напряжения в узловых точках по заданному напряжению в точках питания А и найденных на первом этапе мощностям в начале каждого из элементов схемы.
Затем при последовательном переходе от одной узловой точки питания А к концу линии ЛЧ определяется приведенное напряжение на шинах СН подстанции 2, а затем отвечающее ему действительное напряжение на этих шинах 
.
Далее ведется расчет для линии ЛЧ, причем потери напряжения в ней определяется по найденному напряжению U2c, т.е.
.
При этом напряжение в т.3 U3= U2c-D U4
Еcли надо вычислить напряжение на шинах низкого напряжения (НН) подстанций, то расчет должен быть дополнен еще одним этапом. Должны быть учтены потери напряжения в сопротивлениях трансформаторов и автотрансформаторов и наличие магнитной связи между их обмотками.
|
|
Покажем последовательность расчета на примере подстанции 1 предыдущей схемы.
На рисунке показана схема соединения элементов, учтенных при определении расчетной нагрузки этой подстанции 1 и указаны мощности, которые должны быть найдены и просуммированы при вычислении 
.
Так как напряжение U1 известно (определено на предыдущем этапе расчета), то потеря напряжения в сопротивлении трансформатора Zт1 может быть найдена по величине напряжения U1 и мощности 
, протекающей по сопротивлению Zт1 .
При этом потеря напряжения
,
а приведенные напряжения на шинах низкого напряжения подстанций
.
Искомое напряжение на шинах НН подстанции 1
.
Можно применять и способ, предусматривающий приведение параметров схемы и ее режима к одной ступени трансформации. В нашем примере целесообразно привести сопротивление линии ЛЧ к номинальному напряжению 110 кВ. В этом случае из схемы замещения исключается идеальный трансформатор, точки 
объединяются, а сопротивления Z4 заменяется сопротивлением: 
Напряжение в точке 3 при расчете также следует принимать приведенным к той же ступени трансформации, что и 
, т.е. считать, что 
. Оба подхода к расчету равноценны.
Расчеты режима линий с двусторонним питанием при различающихся напряжениях источников питания (по концам)
Для расчета схем с несколькими независимыми источниками питания широко используется принцип наложения.
Согласно этому принципу токи и мощности в ветвях могут рассматриваться как результат суммирования ряда слагающих, число которых равно числу независимых источников напряжения.
Каждый из этих токов определяется действием лишь одного из источников напряжения при равенстве нулю напряжений других источников.
Линии с двусторонним питанием при различающихся напряжениях по концам относятся к числу электрических цепей с независимыми источниками мощности. Для её расчета также может быть применен принцип наложения.
 |
Заданы различные напряжения по концам линии, например U1 >U4.
Известны мощности нагрузок S2 и S3 и сопротивления участков линии Zkj , где k – узел начала участка линии, j – узел конца участка линии.
Надо найти потоки мощности Skj.
 |
В соответствии с известным из ТОЭ принципом наложения, линию можно представить двумя линиями (рисунок б) и в)).
 |
Потоки мощности в исходной линии можно получить в результате наложения (суммирования)
потоков в этих линиях. Потоки мощности в линии с равными напряжениями по концам ( Uн.)
рисунок б) определяются известными выражениями:
где 
где 
В линии на рисунке в) в направлении от источника питания с большим напряжением к источнику с меньшим напряжением протекает сквозной уравнительный ток Iур. и уравнительная мощность Sур.
Соответственно в результате положения потоков, определенных по формулам (1), (2) и (3), определяются потоки мощности в линии с двусторонним питанием на рисунке а)
Определение потерь мощности DSkj осуществляется по формуле:
где k – узел начала участка линии;
j – узел конца участка линии;
Затем определяются напряжения.
Допустим точкой потокораздела является точка3,рисунок 2).Разрежем линию в узле 3, рис. д )
 |
Теперь можно определить напряжения или падения напряжения ( DUнб ) в двух разомкнутых сетях, т.е. в линиях 1–3 и 4–31 т.к. U1 > U4, то DU1-3 > DU4-3 и DUнб = DU1-3
Послеаварийные режимы
Наиболее тяжелые – выход из строя и отключение участков 1-2 и 3-4 (ближайших к источнику питания ). Проанализируем эти режимы и определим наибольшую потерю напряжения DUнб в режиме, когда отключен участок 4-3 рисунок е). Обозначим наибольшую потерю напряжения DU1-3 ав.
 |
В режиме, когда отключен участок 1-2 (рисунок ж)),наибольшую потерю напряжения обозначим DU4-2 ав.
Рекомендуем посмотреть лекцию "10 Место и время пересечения таможенной границы".
 |
Надо сравнить DU1-3 ав. и DU4-2 ав.и определить наибольшую потерю напряжения DUав.нб Если линия с двусторонним питанием имеет ответвления ----- ( рисунок з))
,то определение наибольшей потери напряжения усложняется.
 |
Так, в нормальном режиме надо определить потери напряжения DU1-3, DU4-3, DU1-2-5, сравнить их и определить DUнб.
Далее чтобы определить DUнб.ав. в послеаварийном режиме, надо рассмотреть аварийные отключения головных участков 1-2 и 4-5.
