14. Преобразование реальных суточных графиков нагрузки в эквивалентные им двухступенчатые прямоугольные графики
Для определения допустимости того или иного режима работы трансформатора необходимо строить кривые нагрева и оценивать его тепловой режим за время цикла. В инженерной практике и при проектировании кривые теплового нагрева не строят. Тепловой режим и износ изоляции трансформатора определяют косвенно по коэффициентам эквивалентного графика нагрузки.
При этом для проверки трансформаторов на перегрузку необходимо преобразовать реальный суточный график нагрузки в эквивалентный двухступенчатый. Форма двухступенчатого графика нагрузки приведена на рисунке 6.1. Реальный суточный график нагрузки и двухступенчатый должны быть эквивалентны по потерям мощности в трансформаторе. В этом случаи они будут эквивалентны и по температуре нагрева трансформатора, а следовательно и по скорости износа изоляции. На рисунке 6.1 К1 и К2 – это две ступени нагрузки, причем К1 – это начальная или предварительная нагрузка, К2 - максимум нагрузки. Продолжительность максимума нагрузки - t (или h) часов.
Рисунок 6.1 - Эквивалентный двухступенчатый график нагрузки
Применяются как точные методы преобразования, так и приближенные.
Уточненный метод. Преобразование исходного суточного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный по потерям двухступенчатый прямоугольный график с представлением нагрузки в долях номинального тока (или номинальной мощности) выполняют в следующей последовательности.
Сначала график нагрузки представляют в относительных единицах: в долях номинального тока (или номинальной мощности)
На полученном графике нагрузки трансформатора проводят линию номинального тока lн, (или номинальной мощности). При построении в относительных единицах эта линия соответствует К = 1 (рисунок 6.2).
В точках А и Б пересечения номинальной линии с кривой исходного графика нагрузки выделяется участок перегрузки продолжительностью h’.
Оставшуюся часть исходного графика с меньшей нагрузкой разбивают на т интервалов длительностью t (как правило t = 30 мин.) и определяют начальную нагрузку К1 эквивалентного графика
(7.2)
где S1, S2, Sm - средние значения нагрузки на соответствующих интервалах t .
Участок перегрузки h’ на исходном графике нагрузки разбить на р интервалов h и определяется предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки
(7.3)
где
,
,
- средние значения нагрузки на
соответствующих интервалах h
.
Сравнивают значение
с максимальным коэффициентом нагрузки
Kmax
исходного графика: если
,
следует принять K2
=
;
если же
,
следует принять K2
= 0,9 Кmax, а
продолжительность h перегрузки
эквивалентного графика нагрузки
рассчитать по формуле
(7.4)
Если исходный суточный график нагрузки трансформатора содержит два близких по значению максимума различной продолжительности, значения h и К2 определяются по максимуму большей продолжительности, а значение К1 - как среднеквадратичное значение остальной нагрузки.
Если исходный суточный график нагрузки трансформатора содержит несколько последовательных близких максимумов, значения К2 и h определяются из охвата всех максимумов, а значение K1 - как среднеквадратичное значение оставшейся нагрузки.
1 - исходный график нагрузки,
2 - эквивалентный прямоугольный график нагрузки
Рисунок 7.2 - Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный двухступенчатый прямоугольный
Упрощенные методы преобразования реального графика нагрузки в эквивалентный двухступенчатый
В Упрощенных методах преобразования реального графика нагрузки в эквивалентный двухступенчатый коэффициент К2 максимума нагрузки принимается равным максимальному коэффициенту нагрузки реального графика, а длительность перегрузки и начальная нагрузка определяются графоаналитическим способом.
График нагрузки с одним максимумом. В этом случае значение t следует определять, как показано на рисунке 6.2. Проводится горизонтальная прямая К2 , соответствующая максимальной нагрузке. Проводится (подбирается) прямая К1 и выбирается интервал времени t, так, чтобы между реальным графиком и эквивалентным двухступенчатым, выполнялись условия равенства площадей: 1=2+3+4 и a+b=c+d.
Выполнение первого из этих условий означает, что значение К1 определяют как среднее значение нагрузки для участка графика нагрузки без максимума. Выполнение второго из этих условий означает, что площадь прямоугольника со сторонами К1, t равна площади под максимумом реального графика нагрузки.
Рисунок 6.2 - График нагрузки с одним максимумом