Потери мощности и энергии в трансформаторе

Потери активной мощности в трансформаторе складываются из потерь в обмотках и магнитопроводе (стали). Потери в обмотках вычисляют по формуле.

где (1 — коэффициент загрузки.

Потери в магни топроводе ДР_ст — Р_х .

где И_кз — потери в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке (потери в опыте короткого замыкания); Р_х — потери в стали (в опыте холостого S_r

хода); р =--—коэффициент загрузки.

ном Потери активной энергии в трансформаторе.

где Т" — полное время подключения трансформатора к сети.

Потери реактивной мощности в трансформаторе имеют две составляющие: в обмотках на индуктивном сопротивлении и магнитопроводе на намагничивание. Потери реактивной мощности в обмотках.

Реактивная мощность в магнитопроводе

Полные потери реактивной мощности и энергии в трансформаторе.

Пример. Тяговая подстанция метрополитена получает питание по кабельной линии от двухобмоточного силового трансформатора районной подстанции. Схема и параметры элементов представлены на рис. 4.11. Параметры тяговой нагрузки определены, но стороне постоянного тока.

Для данной системы определить сечение жил кабеля, подобрать его тип, определить мощности потерь и технологические расходы активной и реактивной энергии в КЛ и силовом трансформаторе Т_с.

Рис. 4.11. Схема и параметры элементов.

Решение. Средний, но году эффективный ток по стороне 10,5 кВ.

Полное время работы ТП.

Но приведенным выше основаниям принимаем коэффициент максимума АТ_тах =1,4. Максимальный расчетный ток по стороне 10,5 кВ:

Время использования максимальной нагрузки:

Сечение алюминиевой жилы кабеля определяем по экономической плот;

у

ности тока /, *г 1,4 А/мм согласно данным ПУЭ:

" 2 Ближайшее стандартное сечение S_CT = 95 мм. Сечение жилы кабеля по нагреву при /_ртах = 160 А можно принять 5_С1. = 70 мм (/_д = 165 А).

По результатам оценок сечений принимаем кабель типа АСБ — 3×95. Сопротивления кабелей ЛЭП:

— активное: /С ~^-L = ^'^ 2,5 = 0,821 Ом;

" 5 95.

— индуктивное: Х_я = X₀L = 0,08−2,5 = 0,2Ом.

Мощности потерь энергии в ЛЭП:

• -активной: АИ_Я =3−0,821 -160² =63 кВт;
• — реактивной: AQ_n = 3 — 0,2 • 160² =15,4 кВ Ар.

Время потерь определяем по кривым, изображенным на рис. 4.10. При 7'гнах «5000ч и cos (p"0,95 — т = 3100ч. Годовые расходы (потери) энергии на ее транспорт по ЛЭП составят:

• -активной: AJV._d = АР_ях = 63−3100 =195,3 МВт-ч;
• -реактивной: AW_p = AQ_tz = 15,4−3100 = 47,74 МВАр-ч.

Определяем расходы энергии на преобразование в трансформаторе. Коэффициент загрузки трансформатора.

Мощность потерь энергии в трансформаторе:

• — активной [по формуле (4.34)]: ДР_л = 18 + 60 • 0,29² = 23 кВт;
• — реакт ивной [но формуле (4.38)]:

Годовые потери энергии в трансформаторе:

— акт ивной;

— реактивной:

Из приведенных расчетов можно сделать вывод, что основная доля потерь энергии в трансформаторе связана с режимом холостого хода. Доля потерь энергии и КПД системы:

Вопросы дли самопроверки

• 1. Как устроены кабельные и воздушные ЛЭП на напряжение выше
• 1000 в?
• 2. Как найти числовые характеристики токов питающих ЛЭП?
• 3. Охарактеризуйте схемы присоединения тяговых подстанций к энергосистеме.
• 4. Какими электрическими параметрами определяют ЛЭП?
• 5. Как найти электрические параметры силовых трансформаторов?
• 6. Что такое экономическая и допустимая плотности тока в проводах ЛЭП?
• 7. Как выбрать сечения проводов (жил кабеля) ЛЭП?
• 8. Как определить потери напряжения и электроэнергии в ЛЭП?
• 9. Как най ти эквивален тное сопротивление ЛЭП?
• 10. Как найти потери электроэнергии в силовых трансформаторах?