ВИЗНАЧЕННЯ РАЦІОНАЛЬНОГО НАВАНТАЖЕННЯ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ ЗА УМОВОМУ МІНІМАЛЬНИХ Втрат ПОТУЖНОСТІ
Транскрипт
1 УДК ВИЗНАЧЕННЯ РАЦІОНАЛЬНОГО НАВАНТАЖЕННЯ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ ЗА УМОВОМУ МІНІМАЛЬНИХ Втрат ПОТУЖНОСТІ Канд. техн. наук, доц. Радкевич В. Н., асп. ТРУШНИКІВ A. JI. Білоукраїнський національний технічний університет Електропостачання електроприймачів промислових підприємств напругою до 1 кв., як правило, здійснюється через одно- та двотрансформаторні підстанції 6-10/0,4 кв. Основним принципам побудови раціональної схеми електропостачання найбільше задовольняє система двотрансформаторних підстанцій з двома живильними лініями із застосуванням секціонування на вторинній напрузі (рис. 1а, б) [1]. При цьому на вторинній стороні може бути передбачена паралельна робота або роздільна силових трансформаторів. Паралельна робота (рис. 1а) з економічних міркувань є кращою. Однак у більшості випадків переважно через необхідність обмеження струмів короткого замикання трансформатори працюють окремо (рис. 16) на певну частину загального навантаження. У разі використання однотрансформаторних підстанцій резервування електропостачання здійснюється за допомогою перемичок між сусідніми підстанціями, виконаними кабелями або шинопроводами (рис. 1в). Важливим заходом щодо зниження втрат потужності та електроенергії, а також підвищення коефіцієнта потужності coscp є своєчасне відключення, виведення в резерв трансформаторів при зниженні їх навантажень на досить тривалий період і включення трансформаторів при зростанні навантажень. Такі зміни навантажень можуть бути обумовлені виробничими причинами (зменшення поставок сировини, труднощами реалізації продукції, зміною технології виробництва, реконструкцією виробничих установок тощо), сезонним характером електричних навантажень (підприємства зпереробці сільгосппродукції, торфорозробки, асфальтобетонні заводи тощо) ІП2 Мал. 1. Прщіпіальні схеми електропостачання з одно- та двотрансформаторними підстанціями: а - при паралельній роботі трансформаторів; б - те саме роздільною; в - роздільну роботу з резервною лінією (PJI); ІП - джерело живлення Si S2
2 Звичайно, виведення в резерв трансформатора має здійснюватися після переведення його навантаження на інші працюючі трансформатори. Для відповідальних електроприймачів мають бути передбачені пристрої автоматичного вмикання резерву (АВР) на напрузі до 1 кв. Навмисні відключення трансформаторів з метою економії енергоресурсів не повинні негативно впливати на надійність електропостачання споживачів електроенергії. Для визначення доцільності відключення одного із трансформаторів, що працюють на загальне навантаження, необхідно використовувати критерій оптимальності [2, 3]. Такими критеріями можуть бути мінімум втрат потужності або електроенергії за період, що розглядається. Розглянемо критерій мінімальних втрат потужності докладніше. Визначимо, за якого очікуваного електричного навантаження трансформатора доцільно його відключити, використовуючи як критерій оптимальності мінімум втрат активної потужності. Для трансформаторів, що мають однакову номінальну потужність Shom і працюють паралельно на загальне навантаження, умовою рівності втрат активної потужності при включенні п і (п - 1) трансформаторів є вираз [1] де АРХі АРк - втрати холостого ходу та короткого замикання трансформатора. Отже, при S Sap – навпаки. Цією умовою можна використовувати для орієнтовної оцінки доцільності відключення або включення одного з трансформаторів. У разі використання двотрансформаторних підстанційтрансформаторів 6-10/0,4 кв відношення ДРХ/ДРк = 0,14-0,27, то для них S ^ = (0,53-0,73) SmM. Для трансф орматоров, що мають навантаження, повинні дотримуватися наступних обмежень; Si - Р Дгом! & gt; (Н). = АРХ + APK (-l + S-2) 2-, Si + S2 = AFx + APK ^ - + APK ^ - + APK ^. (6) ^НОМ ном ном У разі використання двох трансформаторів сумарні втрати в них становитимуть АР2 =2АРХ+АРК^ - + АРК- ^ -. (7) Прирівнявши вирази (6) і (7) і виконавши відповідні перетворення, отримаємо ном 2APKSlS2 = APKS2QM. (8) Виразимо навантаження другого трансформатора у вигляді S2 = S - S\ і підставимо її у формулу (8) 2APKSl( S - S 1) = APxS2OM. (9) З виразу (9) отримаємо квадратне рівняння АР S t ж гном 1/ д р (12) Права частина виразу (12) являє собою загальну потужність навантаження, при якій і вище якої (у допустимих межах) існують навантаження і S2, що забезпечують рівність сумарних втрат у разі роботи одного та двох трансформаторів. Якщо S Ящ) доцільно відключити трансформатор Т2, а при Si S ^ то менші втрати активної потужності можуть бути як при роботі одного, так і двох трансформаторів. При неоднаковому навантаженні трансформаторів потужності, що відповідають рівності втрат при роботі одного і двох трансформаторів (5др2, S&P3, Sap), збільшуються зі зростанням нерівномірності розподілу навантажень. Так як навантаження трансформаторів, що мінімізують втрати активної та реактивної потужності, не завжди збігаються, то при визначенні оптимальної кількості працюючих трансформаторів іноді користуються так званими наведеними втратами холостого ходу ЛРХ' і короткого замикання AF трансформатора [1]: 1. Отримані математичні вирази, що дозволяють кількість трансформаторів, що працюють паралельно або окремо на загальне навантаження, що забезпечує мінімальні втрати потужності. 2. Принеоднаковій завантаженні взаємно резервованих трансформаторів існує електричне навантаження, при якій доцільно зміни 100? де Кш - коефіцієнт зміни втрат, квт/квар; 1Х-струм холостого ходу трансформатора, %; UK
напруга короткого замикання трансформатора, %. p align="justify"> Коефіцієнт Кш враховує величину додаткових втрат активної потужності при передачі реактивної потужності від джерела живлення до трансформатора. У цьому випадку у формулах (1), (2) і (13), (14) замість АРх і АРК використовуються АРХ' і А. Однак при електропостачанні споживачів від великої енергосистеми з безліччю джерел живлення оцінити значення Кш можна дуже приблизно, що обмежує застосування даного підходу під час виборів числа працюючих трансформаторів. Вирази (1), (2), (13), (14) можуть бути для орієнтовної оцінки доцільності зміни числа працюючих трансформаторів зниження втрат потужності. Остаточне рішення має ухвалюватися з урахуванням режиму роботи системи електропостачання в цілому та надійності електричних споживачів. ВИСНОВКИ (15) (16)