Расчёт потерь мощности и энергии в трансформаторах

Выбор числа и мощности главных трансформаторов подстанции

Так как от проектируемой подстанции получают питание потребители I и II категории надежности, то согласно ПУЭ [2] на ней должно быть установлено 2 силовых трансформатора.

Технически приемлемая мощность трансформаторов:

Расчёт потерь мощности и энергии в трансформаторах

1.Реактивная мощность холостого хода трансформатора:

∆ Q_х.х = S_н.т · = 6300 ∙ = 56, 7 квар,

где I_х.х - ток холостого хода трансформатора, %;

S_н.т - номинальная мощность трансформатора, кВА

2.Реактивная мощность потребляемая трансформатором при номинальной паспортной нагрузке:

∆ Q_к.з = S_н.т · = 6300 · = 472, 5 квар,

где U_к - напряжение короткого замыкания трансформатора, %

3.Приведённые потери холостого хода трансформатора, учитывающие потери

активной мощности как в самом трансформаторе, так и создаваемые им в элементах всей системы электроснабжения в зависимости от реактивной мощности, потребляемой трансформатором:

∆ P_х.х' = ∆ P_х.х + К_и.п · ∆ Q_х.х = 9, 4 + 0, 05 · 56, 7 = 12, 235 кВт,

где К_и.п (К_п.п ) - коэффициент изменения потерь (коэффициент повышения потерь), численно равный удельному снижению потерь активной мощности во всех элементах системы электроснабжения (от источников питания до мест потребления электроэнергии), получаемому при уменьшении передаваемой реактивной мощности предприятию; К_и.п задаётся энергосистемой (для нашего района по данным районного энергетического управления РЭУ „Татэнерго”

К_и.п = 0, 05 кВт (квар);

∆ Р_х.х - потери холостого хода трансформатора, кВт.

4. Приведённые потери мощности короткого замыкания трансформатора:

Δ Р_к.з' = Δ Р_к.з+ К_и.п ∙ Δ Q_к.з = 46, 5 + 0, 05 ∙ 472, 5 = 70, 125 кВт

где Δ Р_к.з - потери мощности короткого замыкания трансформатора, кВт.

5. Приведённые потери мощности в трансформаторе:

Δ Р_т' = Δ Р_х.х' + ∙ Δ Р_к.з' = 12, 235 + 0, 65² ∙ 70, 125 = 41, 9 кВт;

где К_з - коэффициент загрузки трансформатора.

6. Нагрузка, при которой экономически целесообразно переходить на работу с двумя трансформаторами:

S = S_{н.т ,}

где n - количество трансформаторов одинаковой мощности.

7. Годовые потери электроэнергии в трансформаторах состоят из потерь холостого хода и нагрузочных потерь. Если n одинаково работающих трансформаторов не отключаются при снижении нагрузки, то годовые потери холостого хода находят по числу часов их работы Т_г в течении года, а нагрузочные потери - по времени наибольших потерь Т_в, определяемых по формуле:

Т_п = (0, 124 + )² ∙ Т_г = (0, 124 + )² ∙ 8760 = 3411 ч,

где Т_м - время использования максимума нагрузки в году, ч/год.

Годовые потери электроэнергии Δ Э_т для трёхфазного двухобмоточного трансформатора составляют:

Δ Э_т = n ∙ Δ Р_х.х' ∙ Т_г + ∙ Δ Р_к.з' · · Т_п =

= 12, 235 · 8760 + 70, 125 ∙ · 3411 = 203605 кВт∙ ч,

где S_м - максимальная нагрузка трансформатора по графику, кВА.