Определение рациональной замены потерь активной электроэнергии в трансформаторах при их параллельной работе

Маренич А.Л.

УДК 621.3.017.8

О. Л. МАРЕНИЧ (ДПТ)

ВИЗНАЧЕННЯ РАЦЮНАЛЬНОГО ЗМЕНШЕННЯ ВТРАТ АКТИВНО? ЕЛЕКТРОЕНЕРГ11 В ТРАНСФОРМАТОРАХ ПРИ IX ПАРАЛЕЛЬН1Й РОБОТ1

Проведено дослвдження, яш дають можливють запропонувати методику визначення коефщента заван-таження, при якому один з двох паралельно працюючих живлячих силових трансформатор1в доцшьно ввд-ключити з метою зменшення втрат активно! електроенергй' в трансформаторах.

Проведены исследования, дающие возможность предложить методику по определению коэффициента загруженности, при котором один из двух параллельно работающих питающих силовых трансформаторов целесообразно отключить с целью уменьшения потерь активной электроэнергии в трансформаторах.

The research to propose methods of determination of the load factor, at which it is advisable to switch off one of two parallel working power feeding transformers in order to reduce the losses of active energy in transformers, has been carried out.

В якост критерда для визначення доцшьно-cii виключення одного з двох паралельно працюючих трансформатор1в пропонусться прийн-яти зменшення втрат активно! електроенергй. Зпдно методики [1] втрати активно! електроенергй в трансформаторах AWa, (кВт-год) ви-значаються за формулою:

W = Р -хг

k • PDV

(1)

де Pxx - активш втрати потужносп в сталi трансформатора (втрати холостого ходу), кВт;

тП - час приеднання трансформатора до мереж^ год.;

кз - коефщент завантаження трансформатора, що дорiвнюе вiдношенню середнього фактичного навантаження трансформатора до йо-го номшально! потужностi;

Ркз - активш втрати потужносп в мiдi обмотки трансформатора (втрати короткого зами-кання) при номiнальному завантаженнi, кВт; тр - час роботи шд навантаженням, год.

В [1] вiдмiчаеться, що при зниженнi завантаження трансформатора до значення K3 < 0,3, у випадку паралельно! роботи трансформаг^в, один трансформатор мае бути выключений у резерв (для шдприемств та об'екпв III категорп за надiйнiстю електропостачання).

З точки зору зменшення втрат активно! потужносп електроенергй в трансформаторах Д Wa (формула (1)) на значення цих втрат впливае не тшьки кз, а й т Тобто, можливо, що при рiз-

них тр рацiональне значення кз може вiдрiзня-тися вiд К3 < 0,3.

Розглянемо = /(кз, тр) при рiзних кз та

тр . Приймаемо тр = 200 год. на мюяць (для

пiдприeмств, що працюють в одну змiну), тр = 450 год. на мюяць (для шдприемств,

що працюють в двi змши), тр = 700 год. на м>

сяць (для шдприемств, що працюють в три зм> ни) [1].

Вважаемо, що на паралельну роботу ввiмк-неш два однакових трансформатора. При пов-ному виконаннi умов паралельно! роботи трансформаторiв навантаження мiж ними роз-подiлиться порiвну [2]. Очевидно, що з точки зору забезпечення споживачiв вщключення одного з трансформаторiв у резерв можливе при 0 < К3 < 0,5. Якщо вiдключення одного трансформатора здшснити при К3 = 0,5, то другий буде працювати при К3 = 1. Завантажувати трансформатор з К3 > 1 неприпустимо.

Приймаемо тр = 744 год., що вщповщае м>

сяцям, якi мають тридцять одну добу (сiчень, березень, травень, липень, серпень, жовтень, грудень).

Якщо при вщключення одного трансформатора другий працюе з К3 < 1 i при цьому втрати активно! енерги у порiвняннi з варiантом, коли працюють обидва, зменшуються, то вщклю-чення е ращональним.

Розглянемо вищевикладене на конкретному приклада Нехай споживач живиться вщ двох

однакових трансформаторiв з наступними да-ними для кожного [3].

Номшальна потужшсть ^ном = 400 кВА;

Втрати холостого ходу Рхх = 0,95 кВт;

Втрати короткого замикання Ркз = 5,5 кВт.

Приймаемо тр = 200 год.; К3 = 0,3 .

За мiсяць при включенш обох трансформа-торiв:

= 2(0,95 • 744 + 0,32 • 5,5 • 200) = 1611,6 кВггэд.

Якщо один трансформатор вщключити, то втрати активно! електроенергп W¡í за мiсяць у трансформатор^ що залишився у робот^ з ура-хуванням, що для нього К3 = 0,6 , дорiвнюють:

Ка = 0,95 • 744 + 0,62 • 5,5 • 200 = 1102,8кВт-год. Ка'' = 1102,8 кВт-год < Ка' = 1611,6 кВт-год.

Тобто вiдключення одного з трансформато-рiв при К3 = 0,3, тП = 744 год., тр = 200 год. е

доцшьним.

Аналогiчнi розрахунки виконаш для рiзних значень К3 та тП .

Результати зведенi у табл. 1 (Зауваження. Параметри з одним штрихом вщносяться до режиму, коли працюють обидва трансформато-ри, параметри з двома штрихами - до режиму, коли працюе один трансформатор).

Таблиця 1

№ п/п Коефщент завантаження V год ТП > год Р 1 XX ' кВт Р 1 К3 ' кВт кВт-год К', кВт-год Висновок

1 к3 0,6 200 744 0,95 5,5 1102,8 1611,6 << К

К3 0,3

2 к3 0,6 450 744 0,95 5,5 1859,1 1597,8 << <

К3 0,3

3 К3 0,6 700 744 0,95 5,5 2092,8 2106,6 Ж" < ж' а а

К3 0,3

4 К3 0,4 200 744 0,95 5,5 882,8 1501,6 ж" < ж' а а

К3 0,2

5 К3 0,4 450 744 0,95 5,5 1102,8 1611,6 << ж:

К3 0,2

6 К3 0,4 700 744 0,95 5,5 1322,8 1721,6 к < к

К3 0,2

7 К3 0,8 200 744 0,95 5,5 1410,8 1765,6 к < к

К3 0,4

8 К3 0,8 450 744 0,95 5,5 2686,8 2205,6 ж" > ж' а а

К3 0,4

9 К3 0,8 700 744 0,95 5,5 3170,8 26445,6 ж" > ж' а а

К3 0,4

10 К3 1 200 744 0,95 5,5 1806,8 1963,6 ж" < ж' а а

К3 0,5

11 К3 1 450 744 0,95 5,5 3181,8 2651,1 к"> к

К3 0,5

12 К3 1 700 744 0,95 5,5 4556,8 3338,6 <> к'

К3 0,5

1з табл. 1 видно, що при тр = 200 год. маемо

< також при вщключенш одного трансформатора при К3 = 0,4 (рядок 7), при К3 = 0,5 (рядок 10). Тобто, в залежносп вщ значення тр доцiльнiсть вiдключення другого трансформатора може бути не тшьки при К3 < 0,3, як це рекомендуеться в [1], а й при бшьших значеннях К3 при певних значеннях тр . При К3 < 0,3 вщключення одного з транс-форматорiв доцшьно при всiх значеннях тр .

Пропонуеться наступна методика визначен-ня коефiцiента завантаження, при якому дощ-льно вiдключити один з двох паралельно пра-цюючих живлячих споживача трансформаторiв з урахуванням реальних значень тр .

1. Згщно паспортних даних (або вiдповiдних стандарт) приймаемо значення Рхх, РК3 для кожного з двох трансформатс^в.

2. Приймаемо значення тП та тр згiдно [1].

3. Задаемо декiлька значень в iнтервалi 0 < К3, < 0,5 . (Наприклад, К3 = 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5).

4. Визначаемо К3 = 2К3 вщповщно при всiх значеннях К3.

5. Знаходимо К як суму втрат у кожному трансформаго^.

К =( рХХ1 -тп+К32 • рк31 -Тр,),

де тп - кшьюсть годин у тому мюящ, для яко-го ведеться розрахунок;

тр, = 200; 450; 700 год. [1].

К, = Рхх„ -Тп +(2К3л)2 -Рк3„ -Тр,,

де Рхх , РК3 , К - вiдповiдно, втрати холостого

ходу, короткого замикання, коефiцiента завантаження трансформатора, який залишився включе-ним.

7. 1з вищенаведеного знаходимо К3 та тр , при яких К < К .

Висновок

Питання про вщключення одного з двох паралельно працюючих трансформаторiв доцшь-но виршувати не за ознакою зниження коеф> цiента завантаження до К3 < 0,3, а за ознакою

ж;.

Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. Методика визначення нерацюнального (неефек-тивного) використання паливно-енергетичних ресурав [Текст] / Нацюнальне агентство Укра!-ни з питань забезпечення ефективного використання енергетичних ресурав. - К.: Державна шспекщя з енергозбереження, 2009.

2. Дубинець, Л. В. Електричш машини. Трансфо-рматори. Асинхронш машини [Текст] : навч. поабник / Л. В. Дубинець, О. I. Момот, О. Л. Маренич. - Д.: Вид-во Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна, 2004. - 206 с.

3. ГОСТ 12022-76. Параметры холостого хода и короткого замыкания трехфазных масляных силовых трансформаторов общего назначения классов напряжения 10 и 35 кВ мощностью 25-630 кВА [Текст].

Надшшла до редколегп 16.03.2010.

Прийнята до друку 29.03.2010.

6. Знаходимо Ж вщповщно до:

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Маренич А. Л.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Маренич А. Л.

DEFINITION OF RATIONAL REPLACEMENT OF LOSSES OF ACTIVE POWER IN TRANSFORMERS WHEN THEY ARE RUN IN PARALLEL

Текст научной работы на тему «Определение рациональной замены потерь активной электроэнергии в трансформаторах при их параллельной работе»