Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет харчових технологій

Кафедра електропостачання і енергоменеджменту

Розрахункова робота

з електрозбереження на тему:

«Визначення оптимального режиму роботи трансформаторів трансформаторних підстанцій з метою зменшення втрат»

Варіант №11

Виконав:

студент групи ЕН-5-6

Ваулін М.Ю.

Перевірив:

Копилова Л.О

Київ – 2012

Для двотрансформаторної підстанції з трансформаторами ТМН – 63000/35 визначити:

аналітично та графічно навантаження , за якого доцільно перейти з двох трансформаторів на роботу одним трансформатором при зміні навантаження підстанції від 0 до S_ном.тр. з метою зменшення втрат у трансформаторах;

кількість електроенергії, яку трансформатори віддають у мережу згідно з графіком навантаження;

річні втрати електроенергії та їх вартість на цій підстанції без урахування витрат реактивної енергії, яку споживають трансформатори, та з її врахуванням роботи трансформаторів за заданим графіком навантаження для двох режимів їх роботи: під час роботи трансформаторів без їх комутації зі зміною навантаження підстанції та з комутацією трансформаторів залежно від зміни навантаження;

річні витрати реактивної енергії під час комутації та без комутації трансформаторів залежно від зміни навантаження та вартість витрат;

побудувати графіки залежностей коефіцієнта корисної дії трансформатора від його навантаження, що змінюється від 0 до 1,4 , за двох значень коефіцієнта потужності 0,7 та 0,9.

Результати розрахунків надати у табличній формі та зробити висновки.

Вихідні дані для розрахунку:

Трансформатори ТМН – 63000/35

Розрахунок

1. Визначити навантаження, за якого втрати активної потужності під час роботи одного трансформатора дорівнюють втратам потужності під час роботи двох трансформаторів, згідно з (3):

Маючи значення , визначити потужності першого та другого ступеня добового графіка навантаження підстанції, кВА:

На основі цих даних та згідно з методичними вказівками добовий графік навантаження підстанції показано на рис.1

Рис.1 Добовий графік навантаження підстанції

Визначити навантаження, за якого втрати активної потужності в одному та двох трансформаторах однакові, графічним шляхом. Для цього необхідно вирахувати втрати активної потужності залежно від навантаження трансформаторів і побудувати графіки та в одній системі координат.

Наведемо приклад розрахунку з визначення втрат активної потужності під час роботи одного та двох трансформаторів для навантаження .

Коефіцієнт завантаження під час роботи трансформаторів:

одного –

двох –

Втрати активної потужності, кВт, під час роботи трансформаторів:

одного –

двох –

Результати решти розрахунків наведено в таблицю №1:

Таблиця №1

Навантаження	0	7000	14000	21000	28000	35000	40000	45000	49000	56000	63000
	0	0,111	0,222	0,333	0,444	0,556	0,667	0,714	0,778	0,889	1,000
	0	0,055	0,111	0,167	0,222	0,278	0,333	0,357	0,389	0,444	0,500
	50	53,09	62,35	77,78	99,38	127,16	150,78	177,55	201,24	247,53	300
	100	101,54	106,17	113,89	124,69	138,58	150,39	163,78	175,62	198,77	225

Згідно з даними табл. 6 на рис. 3 зображено графік залежності та . Точка їх перетину відповідає навантаженню , кВА за якого втрати активної потужності, кВт, під час роботи одного і двох трансформатора однакові, а саме:

Результати, отримані г рафічним шляхом збігаються з розрахунковими даними.

Рис. 2 Графік втрат активної потужності в трансформаторах

Трансформатори електропідстанції можуть працювати за двома варіантами:

1. Коли незалежно від навантаження підстанції працюють обидва трансформатори. При цьому втрати активної потужності в трансформаторах будуть змінюватися за залежністю Р₂ = f (S_і);

2. Коли залежно від добового графіка навантаження обслуговуючий персонал підстанції комутує роботу трансформаторів: від 0 до 20 год працює один трансформатор, а від 20 до 24 год – два трансформатори. Тоді потужність буде втрачатися по кривій, позначеній пунктиром.

2. Визначити кількість електроенергії активної потужності W, кВтгод, яку трансформатори передають споживачам згідно з графіком на навантаження протягом року:

де:

m – кількість ступенів добового графіка навантаження підстанції;

– потужність, кВА, мВА, та тривалість, год, і-го ступеня навантаження.

Для умов завдання:

3. Втрати електричної енергії під час роботи двох трансформаторів підстанції без комутації протягом одного року (Т =8760 годин ) визначимо згідно з виразом для двообмоткових трансформаторів:

З урахуванням сумарного добового графіка навантаження, кВтгод, отримаємо:

Річна вартість втрат електроенергії, грн, під час роботи двох трансформаторів протягом усього року становить :

Втрати електроенергії, кВтгод, по підстанції за рік (365 днів, або 8760 год), коли один з трансформаторів комутується залежно від навантаження, визначити із виразу:

де

– втрати електроенергії в одному трансформаторі під час його роботи з 0 до 20 год;

– втрати електроенергії, кВтгод, у двох трансформаторах під час їх роботи з 18 до 24 годин.

Вартість втрат у режимі із комутацією трансформаторів, грн, становить:

Таким чином, під час комутації трансформаторів залежно від їх завантаження втрати електроенергії зменшуються на:

або

і економія становить:

4. Втрати в трансформаторах електроенергії активної потужності з урахуванням споживання трансформаторами реактивної електроенергії з мережі електросистеми визначають з використанням приведених втрат потужностей холостого ходу та короткого замикання, а саме:

де – приведені втрати активної потужності під час холостого ходу трансформатора з урахуванням витрат реактивної потужності під час холостого ходу .

де – економічний еквівалент реактивної потужності;

– приведені втрати активної потужності, кВт, досліду короткого замикання з урахуванням витрат реактивної потужності , квар,

Для конкретних умов завдання втрати електроенергії активної потужності під час роботи двох трансформаторів типу ТМН - 63000/35 за графіком протягом року з урахуванням споживання реактивної енергії , кВтгод, будуть:

Вартість втрат електроенергії за рік, грн, становить:

Втрати електроенергії для режиму роботи підстанції, коли один із трансформаторів комутується залежно від навантаження, з урахуванням втрат реактивної енергії, яку споживають трансформатори із мережі визначаться аналогічно до п.3 з використанням та .

Вартість втрат електроенергії за рік, грн, становить:

Таким чином, втрати електроенергії активної потужності, кВтгод, з урахуванням споживання реактивної енергії трансформаторами підстанції під час їх роботи за рік без комутації збільшуються порівняно з розрахунком втрат без урахування реактивної енергії на:

або

і економія становить: