Экономичные режимы работы трансформаторов

Для повышения надежности электроснабжения ответственных потребителей на сельских подстанциях устанавливают несколько трансформаторов, которые чаще всего работают на общие шины при неравномерном графике нагрузки.

Число одновременно работающих трансформаторов влияет на экономичность их использования и стоимость потерь энергии в них. Очевидно, что по мере снижения нагрузки часть трансформаторов можно отключить и тем самым сократить потери энергии. Определим условия выбора оптимального варианта включения двух трансформаторов на параллельную работу при изменении их нагрузки. Чтобы найти предельную мощность нагрузки, при которой надо изменять схему, приравняем стоимость годовых потерь энергии в одном или двух трансформаторах одинаковой мощности при одной и той же искомой оптимальной (предельной) нагрузке S_np:

где Р_х, Р_к — активные потери холостого хода и короткого замыкания; З_х, З_к — приведенные затраты на потери энергии при числе часов потерь соответственно 8769 и т.

Отсюда.

При увеличении нагрузки выше расчетной целесообразно включить оба трансформатора, а при понижении — один. Для трансформаторов напряжением 35/10 кВ номинальной мощностью от 1 до 6,3 мВ • А и при средних соотношениях параметров, входящих в выражение, предельная нагрузка составляет примерно 100… 110% номинальной мощности одного трансформатора.

Однако в данном конкретном случае не учитывается, что и на передачу реактивной мощности также затрачивается активная мощность. Поэтому при определении числа параллельно работающих трансформаторов л, наиболее выгодного по потерям, реактивные потери переводят в активные путем умножения реактивной мощности потерь на экономический эквивалент К_р

где К_р — для трансформаторов распределительных сетей напряжением 6… 10 кВ равен 0,15, а трансформаторов 35… 110 кВ — 0,08; Q_x, Q_K — реактивные мощности холостого хода и короткого замыкания.

Учитывая равенство (6.11), на подстанциях с трансформаторами одинаковой мощности и конструкции число одновременно включенных трансформаторов можно определить следующими неравенствами: при возрастании нагрузки выгодно к п параллельно работающим трансформаторам подключить еще один трансформатор, если суммарная нагрузка удовлетворяет условию:

где S_H — сумма номинальных мощностей трансформатора.

При убывании нагрузки, наоборот, целесообразно отключить один из трансформаторов, если.

Реактивные потери можно вычислить по формулам:

где /_х, и_к —относительные сила тока холостого хода и напряжение короткого замыкания, % соответствующих номинальных параметров.

Для трансформаторов различной мощности такую задачу обычно решают графическим методом, при использовании которого на графике строят зависимость приведенных потерь от нагрузки каждого трансформатора и всей параллельной схемы. На основе полученных графиков делают вывод о целесообразности включения в работу определенного числа трансформаторов.