CC BY
9
УДК 537.22
Шарибаев Э.Ю. ассистент Тулкинов М.Э. ассистент кафедра "Энергетика " Наманганский инженерно-технологический институт
Республика Узбекистан, г. Наманган
ВЛИЯНИЕ КОЕФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ НА ПОТЕРИ В СИЛОВОМ ТРАНСФОРМАТОРЕ
Аннотация: Изучена проблема потерями электроэнергии в силовом трансформаторе, при котором электрическая энергия преобразуется в другой вид энергии и рассеивается, не совершая никакой нужной и полезной работы. Предлагается один из способов решение этой задачи.
Ключевые слова: потеря электроэнергии, силовой трансформатор, cos(y) , коррекция, активные потеря.
Sharibaev E. Yu. assistant Tulkinov M.E. assistant department "Energy" Namangan Engineering and Technology Institute Republic of Uzbekistan, Namangan
EFFECT OF POWER FACTOR ON LOSSES IN A POWER
TRANSFORMER
Annotation: The problem of electric energy losses in a power transformer is studied, in which electric energy is converted into another type of energy and dissipated without performing any necessary and useful work. One way to solve this problem is proposed.
Key words: power loss, power transformer, cos (ф), correction, active loss.
Введение
Одним из факторов, влияющих на потери электроэнергии при её передаче, является величина cos(ф) в сети. Отклонение этой величины от нормированной ведёт к излишним активным потерям в элементах сети, в том числе трансформаторах. Одним из эффективных способов коррекции cos(ф) и как следствие снижения потерь являются мероприятия по компенсации реактивной мощности.
Энергосистема является совокупностью различных элементов, таких как генераторы, силовые трансформаторы, линии, нагрузка и т.д. Каждый элемент с точки зрения электротехники представляет собой сопротивление,
имеющее активную и реактивную составляющую. При этом при протекании тока через реактивную составляющую (индуктивную или емкостную), энергия периодически преобразуется из электрической энергии в энергию поля и обратно без рассеивания и потерь. Поэтому потери энергии непосредственно в реактивной составляющей сопротивления отсутствуют.
Основное же потребление и потери электроэнергии связанны с активной составляющей сопротивления всех элементов сети. Потребление полезной мощности связанно с активным сопротивлением нагрузки, а потери с активным сопротивлением других элементов сети.
При передаче и потреблении электроэнергии активная мощность, выделяющаяся на элементе равна:
Р = I2 • Я
где I - ток, протекающий по активной составляющей сопротивления элемента сети; Я - активная составляющая сопротивления элемента сети.
Т.к. сопротивление нагрузки на порядок больше сопротивления других элементов: трансформаторов и линий - то полный ток по большей части зависит именно от полного сопротивления нагрузки. Из рис. 1 видно, что через активное сопротивление передающих энергию элементов течет полный ток I , являющийся векторной суммой активной 1а и реактивной 1р составляющей тока нагрузки. Поэтому на элементах выделяется и рассеивается мощность, зависящая и от активного и от реактивного сопротивления нагрузки. Эта мощность именуется нагрузочными потерями. Таким образом, реактивная нагрузка оказывает непосредственное влияние на потери энергии в элементах сети.
Рис. 1. Схема замещения для линии и нагрузки
В трёхфазных системах нагрузочные потери в элементе системы (трансформатор, линия) определяются как:
АР = 31л 0
Полная мощность 8, передаваемая по элементу, линейный ток 1л, фазный ток 1ф, фазное Цф и линейное ил напряжения связаны соотношением:
5 = 3иф- 1ф = 1л (3) 1л = ^ (4)
Исходя из вышеуказанных соотношений, получим:
АР = ^Я(5)
у п
В сети переменного тока отношение активной мощности Р к полной мощности 5 выражается безразмерной величиной cos(ф). В свою очередь полная мощность с активной мощностью связанна соотношением:
р я2 р2
5 = ^ (6) и из (5), (6) (7)
Активные потери в силовом трансформаторе обусловлены сопротивлением его обмоток. При этом эти потери можно разделить на два типа:
• Условно постоянные потери - потери холостого хода, независящие от нагрузки.
• Нагрузочные потери, связанные с протеканием тока нагрузки через сопротивление обмоток.
Нагрузочные потери в силовом трансформаторе описываются выражением (7), где одной из влияющих величин является cos(ф). Поэтому для оценки влияния этой величины на потери в трансформаторе можно рассматривать именно нагрузочную составляющую потерь.
Силовой трансформатор обладает активным и реактивным сопротивлением, при их расчете нужно отталкиваться от схемы замещения трансформатора. Схемы замещения для различных видов трансформаторов приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Схемы замещения и расчетные выражения для силовых
трансформаторов
тт Исходная Схема _
Наименование Расчетные выражения
схема замещения
Двухтубмоточный трансформатор
Трехобмоточный трансформатор
ДР = ДР + ДР - ДР
КЗ.ЕК КЗ.ВН-СК 1 КВ.ЕН-НН К1СН-НН
КЕ.ВЕ-НН СН
ДР = ДР + ДР - ДР
КЗ.НН К1ВН-НН кьсн-нн пин-
Д р ■и2 ар ■и2
Р _ КЗ.ЕЕ к р _ КЗ.ГЕ к
ЙВН — "сн — с- 2
¿Ск ■ Ц?
Из соотношения (7) и расчетных выражений в таблице 1 получим выражения для расчета потерь в силовом трансформаторе:
р2 р2-ар -и2
А р = _ _ -Я = и\_ (8)
и2 -соз2(ф) Б2-соз2(ф)-ил
где Р - активная мощность, передаваемая через трансформатор; АРкз - потери короткого замыкания.
о -I-!--
0,6 0,7 0,8 0,9 1
Рис.2 Зависимость потерь активной мощности в трансформаторе от cos(ф)
Выводы
Рассматривая потери мощности в силовом трансформаторе и влияние cos(ф) на них, аналитическим и графическим путем была показана зависимость данных величин друг от друга. В свою очередь с экономической точки зрения компенсация реактивной мощности в сети приводит не только к уменьшению потерь в силовом трансформаторе, но так же позволяет достичь существенной его разгрузки. Разгрузка трансформатора позволяет увеличить его срок службы, а так же, при возможном росте количества потребителей и общей потребляемой мощности, избежать замены трансформатора на более мощный.
Использованные источники:
1. Лукутин Б. В., Суржикова О. А., Шандарова Е. Б. Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении. -М.: Энергоатомиздат, 2008.-231 с.
2. Н.Ю.Шарибаев, А.Эргашев, А.Мамадалиев, Р.Н.Шарифбаев, С.Х.Киргизова, Исследование спектра рассеяния света использованием дельта-функций // Экономика и социум №12(67) 2019
3. А.Эргашев, Э. Шарибаев, Б.Хайдаров, Д. Тухтасинов, Устройство соединений-защита от слабых контактов// Экономика и социум №12(67) 2019
4. Д.Р.Отамирзаев, Э.Ю.Шарибаев, Солнечный фотоэлектрический преобразова-тель и температура его поверхности// Экономика и социум №12(67) 2019 с
5. М. Тулкинов, Ш. Сайпиддинов, Метод улучшения коэффициента мощности в однофазной сети// Экономика и социум №12(67) 2019
6. С.Султонов, М.Камалидинов, Мобильная электростанция «солнце-ветер» в переспективе// Экономика и социум №12(67) 2019
7. М. Набиев, А. Жабборов, Построения ассиметричных дельта -функций// Экономика и социум №12(67) 2019
