Визначення втрат потужності та електроенергії в силових трансформаторах

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Втрати електроенергії в трансформаторах - найважливіший показник економічності їх роботи, індикатор стану системи обліку електроенергії. Він показує про проблеми, що потребують вирішення у розвитку, реконструкції та технічному переозброєнні електрично з'єднані, що обумовлює передачу потужності не тільки електромагнітним, а й електричним шляхом.

Автотрансформатори широко застосовують в мережах напругою 150 кВ і вище завдяки їх меншій вартості і меншим сумарним втрат активної потужності в обмотках в порівнянні з трансформаторами тієї ж потужності. Вихідними даними для розрахунку втрат електричної енергії в силових трансформаторах є: тип трансформаторів; потужність; номінальний струм, втрати холостого ходу і короткого замикання (за паспортними даними); відомості про відключення трансформаторів протягом розрахункового періоду; середній максимальний робочий струм трансформатора, взятий з добових графіків навантаження в період контрольних замірів:

кількість активної енергії, що надійшла в силові трансформатори, Wтр, кількість активної енергії, що надійшла в абонентські трансформатори Wтр.а (кВт # 8729; ч) за розрахунковий період.

Річні втрати електроенергії в силовому трансформаторі визначаються: де t - число годин роботи трансформатора за розрахунковий період; # 964; - час максимальних втрат (умовний час, протягом якого втрати в активному опорі елемента мережі при постійній максимальному навантаженні були б рівні втрат енергії в тому ж елементі запреобразованія електроенергії одного напруги в інше, зв'язку між окремими елементами електричної мережі, регулювання напруги і перетоків потужності. вони являють собою статичне електромагнітне пристрій, що має дві і більше індуктивно пов'язаних обмотки. за призначенням трансформатори діляться на що підвищують і знижують, по числу обмоток - на 2-х, 3-х і з розщепленими обмотками. Автотрансформатор відрізняється від силового трансформатора тим, що дві його обмотки

розрахунковий період часу при дійсному графіку навантаження), ч; # 916; Рх.х.i, # 916; Рк.з.i - втрати потужності холостого ходу і короткого замикання, кВт; Kз - коефіцієнт завантаження трансформатора в період річного максимуму, який визначається як де Iнi - номінальний струм i-го трансформатора, А; Iср.макс - середній максимальний струм за добовими графіками в період контрольних замірів. наближено величину # 964; визначають за такою формулою:

Іншою умовою є встановлення раціонального режиму роботи включених трансформаторів, що забезпечується встановленням оптимального коефіцієнта завантаження. Силові трансформатори є основним електричним обладнанням електроенергетичних систем. Вони служать для

де Т- кількість годин використання максимального навантаження, ч. Число годин використання максимального навантаження Т визначається за формулою: де Uтр.н. - номінальна лінійна напруга трансформатора на низькій стороні. На підставі розрахункових величин Т і # 964; можна побудувати графік залежності # 964; = Ƒ (Т). Річні втрати електроенергії у всіх трансформаторах визначаються: де n - число трансформаторів в електричній мережі. Відносна величина втрат електроенергії в силових трансформаторах: де Wтр - кількість електроенергії, що надійшла в силові трансформатори, кВт # 8729; ч: трансформаторів, вдосконаленні методів і засобів їх експлуатації. Втрати в трансформаторах визначаються числом годин їх роботи, тому однією з умов, що забезпечують економію електроенергії в трансформаторах, є відключення їх при малих завантаженнях. Це можливо здійснити, якщо в нічний час живити електроустановки, призначені для ремонтних робіт, чергового освітлення та ін. Від одного трансформатора.

У системах електропостачання нерідко вдаються до установки триобмоткових тр-рів для забезпечення живлення споживачів на різних напружених. Доцільність їх установки пояснюється економічними витратами, які складаються із загальних капіталовкладень і вартості річних експлуатаційних витрат Cе, в kt входять втрати електроенергії. Розрахунок втрат електроенергії ускладнюється тим, що в довідкових матеріалах втрати мощ-ності в триобмоткових трансформаторах дані сумарно за умови 100% -ної завантаження всіх трьох обмоток (вищого, середнього і низ-шего напруг). У дійсних умовах завантаження обмоток трансфор-матора не має такого співвідношення. Наприклад, коли навантаження обмоток вищої напруги дорівнює 100%, сума навантажень обмоток середньої та нижчої напруг повинна бути дорівнює теж 100%. Таким чином, внаслідок того, що до теперішнього часу в каталожних даних втрати в металі обмоток триобмоткових трансформаторів приво-дяться для одночасного завантаження на 100% кожної обмотки, розрахункові втрати для триобмоткових трансформаторів виходять не відповідають дей-ствительность з помилкою в бік перевищення. Внаслідок цього можуть виходити помилкові рішення, особливо при економічному Сопо-представленні використання триобмоткового трансформатора і двох двообмоткових на відповід-ветствующие напруги і потужність. Для правильного визначення втрат потужності в триобмоткових транс-форматорах слід користуватися виразом

# 8710; PT.T = # 8710; P - хх + # 8710; PО.У + k2з.ВН # 8710; Pк.ВН + k2з.СН # 8710; Pк.СН + k2з.НН # 8710; Pк.НН,

де # 916; РХХ - втрати потужності холостого ходу трансформатора; # 916; Р0, у - потужність охолоджувальних пристроїв; # 916; Рквн - втрати потужності в металі "обмоток вис-шего напруги при 100" -ної завантаженні; k3вн - коефіцієнт завантаження обмотки вищої напруги; # 916; РКсн - втрати потужності в металі обмотки середньої напруги при 100% -ної завантаженні; k3сн - коефіцієнт завантаження обмотки середньої напруги; # 916; РКнн - втрати потужності в металі обмотки нижчої напруги при 100% -ної завантаженні; k3нн - коефіцієнт завантаження обмотки нижчого напряженія.Прі цьому вираз перетворять, як і для двообмоткових трансформатор-рів, до виду, відповідному обліку втрат активної потужності від реактив-ної навантаження трансформатора, а саме:

# 8710; P'T.T = # 8710; P '- х + # 8710; PО.У + к2з.ВН # 8710; P'к.ВН + к2з.СН # 8710; P'к.СН + к2з.НН # 8710; P'к.НН

величина # 916; РОУ враховується для часу, коли навантаження трансформатора має значення великі 70% номінальної потужності, т. Е. Коли працюють охолоджуючі установки.

Так як в каталогах, заводських даних і інших джерелах подаються відомості про # 916; РКвн, # 916; РКсн і # 916; РКнн, то наводимо методику їх визначення, засновану на тому, що в початкових технічних даних по трьохобмоткову трансформаторів втрати потужності в металі обмоток задаються по-парно:

# 916; РК вн. нн - втрати потужності в обмотках вищого і нижчого напря-жений; # 916; РК вн _ сн - втрати потужності в обмотках вищої та середньої напруги-ний; # 916; РК сн. нн - втрати потужності в обмотках середнього і нижчого напруги-ній.Для визначення втрат при навантаженні кожної обмотки на номінальну потужність трансформатора складаємо рівняння

# 8710; Pк, ВН-СН = # 8710; Pк, ВН + # 8710; Pк, СН

# 8710; Pк, ВН = (# 8710; Pк, ВН-СН + # 8710; Pк, ВН-НН - # 8710; Pк, СН-СН) / 2

# 8710; Pк, ВН-НН = # 8710; Pк, ВН + # 8710; Pк НН =>

# 8710; Pк, СН = (# 8710; Pк, ВН-СН + # 8710; Pк, СН-ПН - # 8710; Pк, ВН-СН) / 2

# 8710; Pк, СН-ПН = # 8710; Pк, СН + # 8710; Pк, НН

# 8710; Pк, ВН = (# 8710; Pк, ВН-НН + # 8710; Pк, СН-ПН - # 8710; Pк, ВН-СН) / 2.

Для використання в подальших розрахунках величини в виразах повинні бути з допомогою кіп перераховані в наведені. Дані цих розрахунків зводяться в таблицю у вигляді наведених втрат. Після визначення втрат потужності слід визначити вартість втрат електроенергії.