Розрахунок втрат потужності в трансформаторах

Втрати активної й реактивної потужності в трансформаторах й автотрансформаторах розділяються на втрати в сталі й втрати в міді (навантажувальні втрати). Втрати в сталі - це втрати в проводимостях трансформаторів. Вони залежать від прикладеної напруги. Навантажувальні втрати - це втрати в опорах трансформаторів. Вони залежать від струму навантаження.

Втрати активної потужності в сталі трансформаторів – це втрати на перемагнічування й вихрові струми. Визначаються втратами холостого ходу трансформатора , які приводяться в його паспортних даних.

Втрати реактивної потужності в сталі визначаються по струму холостого ходу трансформатора, значення якого у відсотках приводиться в його паспортних даних:

Втрати потужності в обмотках трансформатора можна визначити двома шляхами:

• по параметрах схеми заміщення;

• за паспортним даними трансформатора.

Втрати потужності по параметрах схеми заміщення визначаються по тимі ж формулам, що й для ЛЕП:

,

де S – потужність навантаження;

U – лінійна напруга на вторинній стороні трансформатора.

Для трьобмоткового трансформатора або автотрансформатора втрати в міді визначаються як сума втрат потужності кожної з обмоток.

Одержимо вираження для визначення втрат потужності за паспортним даними двообмоткового трансформатора.

Втрати короткого замикання, наведені в паспортних даних, визначені при номінальному струмі трансформатора

(7.1)

При будь-якому іншому навантаженні втрати в міді трансформатора рівні

(7.2)

Розділивши вираження (7.1) на (7.2), одержимо

Звідки знайдемо :

Якщо у вираження для розрахунку , підставити вираження для визначення реактивного опору трансформатора, то одержимо:

Таким чином, повні втрати потужності у двухобмоточном трансформаторі рівні:

Якщо на підстанції із сумарним навантаженням S працює паралельно n однакових трансформаторів, то їхні еквівалентні опори в n раз менше, а провідності в n раз більше. Тоді,

Для n паралельно працюючих однакових трьообмоткових трансформаторів (автотрансформаторів) втрати потужності розраховуються по формулах:

де S_в, S_с, S_н – відповідно потужності, що проходять через обмотки вищої, середньої й нижчої напруг трансформатора.

Наведені й розрахункові навантаження споживачів

Розрахункова схема заміщення ділянки мережі являє собою досить складну конфігурацію, якщо враховувати повну схему заміщення ЛЕП і трансформаторів. Для спрощення розрахункових схем мереж з номінальною напругою до 220 кВ включно вводять поняття “наведених”, “розрахункових” навантажень.

Наведена до сторони вищої напруги навантаження споживчої ПС являє собою суму заданих потужностей навантажень на шинах нижчої й середньої напруг і втрат потужності в опорах і проводимостях трансформаторів. Наведена до сторони вищої напруги навантаження ЕС являє собою суму потужностей генераторів за винятком навантаження місцевого району й втрат потужності в опорах і проводимостях трансформаторів.

Розрахункова нагрузкка ПС або ЕС визначається як алгебраїчна сума наведеного навантаження й половин зарядних потужностей ЛЕП, приєднаних до шин вищої напруги ПС або ЕС.

Зарядні потужності визначаються до розрахунку режиму по номінальному, а не реальній напрузі, що вносить цілком припустиму погрішність у розрахунок.

Можливість спрощення розрахункової схеми при використанні понять “при-веденных” й “розрахункових” навантажень покотле на рис. 7.3: