4. Расчет потерь энергии в (авто)трансформаторах
Блочный трансформатор 500 кВ.
Потери энергии в двухобмоточных трансформаторах при наличии графиков нагрузки можно посчитать по формуле:
ΔWБЛ,Т = РХ∙ 24 (NЗ+ NЛ) + РК[NЗƩ(Si/SНОМ,Т)2Δti
+ NЛƩ(Sj/SНОМ,Т)2Δtj],
где РХ, РК – потери ХХ и КЗ, кВт; NЗ, NЛ – число рабочих суток зимой и летом; Si, Sj – нагрузки ступеней зимой и летом, МВА; Δti, Δtj – длительность ступеней нагрузки, час.
ΔWБЛ,500 = 315∙ 24∙ 365 +
790[(250/400)2 ∙ 12 + (320/400)2 ∙ 12]365 = 2759400 + 790[0,39∙ 12 + 0,54∙ 12] 365 = 6,3∙ 106 кВтч
ΔWБЛ,500 = 6,3∙ 106 кВтч
ΔWБЛ,220 = 315∙ 24∙365 + 850[(250/400)2 12 + (320/400)2 12] = 6,6∙ 106 кВтч
ΔWБЛ,220 = 6,6∙ 106 кВтч
Автотрансформатор связи
ΔWАТС = 220∙ 24∙ 365 + 1050[(166/500)2∙ 12 + (142/500)2] 365 = 1,9∙ 106 кВтч.
ΔWАТС = 1,9∙ 106 кВтч.
Автотрансформатор блока
Потери энергии для трехобмоточного трансформатора рассчитываются отдельно для каждой обмотки:
ΔWАТБ = РХ∙ 24 (NЗ+ NЛ) +
РК, В[NЗƩ(SВi/SНОМ,Т)2Δti + NЛƩ(SВj/SНОМ,Т)2Δtj] +
РК, С[NЗƩ(SСi/SНОМ,Т)2Δti + NЛƩ(SСj/SНОМ,Т)2Δtj] +
РК, Н[NЗƩ(SНi/SНОМ,Т)2Δti + NЛƩ(SНj/SНОМ,Т)2Δtj] ,
где SВ, SС, SН - нагрузки обмоток высшего, среднего и низшего напряжения, кВт; РК, В, РК, С, РК, Н – потери КЗ в обмотках высшего, среднего и низкого напряжения.
РК, В = 0,5(РК(В-С) + РК(В-Н) - РК(С-Н));
РК, С = 0,5(РК(С-Н) + РК(В-С) - РК(В-Н));
РК, Н = 0,5(РК(В-Н) + РК(С-Н) - РК(В-С));
где РК(В-Н), РК(С-Н) д.б. приведены к номинальной мощности трансформатора:
РК(В-Н) = Р/К(В-Н)/ α2∙ К2ТИП
РК(С-Н) = Р/К(С-Н)/ α2∙ К2ТИП,
где Р/К(В-Н), Р/К(С-Н) – потери КЗ отнесенные к номинальной мощности третичной обмотки SНОМ, Н (задаются заводом), см. табл. 1.
α = SНОМ, Н / SТИП = 1: КТИП = SТИП/ SНОМ, Т = 0,56.
Тогда:
РК, В = 0,5(РК(В-С) + Р/К(В-Н)/ α2∙ К2ТИП - Р/К(С-Н)/ α2∙ К2ТИП) = (470 + 310/12∙ 0,562 – 250/12∙ 0,562) = 0,5∙ 661 = 331,
где Р/К(В-Н)/ α2∙ К2ТИП = 988; Р/К(С-Н)/ α2∙ К2ТИП = 797.
РК, С = 0,5(797 +470 – 988) = 140;
РК, Н = 0,5(988 + 797 – 470).
ΔWАТБ = 3∙ 125∙ 8760 +
3 ∙ 331[(496/801)2∙12 +(438/801)2 12] 365+
3∙ 140[(166/801)2∙ 12 + (142/801)2∙ 12]365 +
3∙ 657[(354/801)2∙ 12 + (272/801)2∙ 12]365 =
3285000 + 12062520 = 12,4 ∙ 106 кВтч
ΔWАТБ = 12,4 ∙ 106 кВтч
Суммарные годовые потери
Вариант 1
ΔWПОТ(1) = 3∙ ΔWБЛ,500 + ΔWАТС + ΔWБЛ,220 =
3∙ 6,3∙ 106 + 1,9∙ 106 + 6,6∙ 106 = 27,4∙ 106 кВтч
ΔWПОТ(1) = 27,4∙ 106 кВтч
Вариант 2
ΔWПОТ(2) = 2∙ ΔWБЛ,500 + ΔWАТБ + ΔWБЛ,220 =
2∙ 6,3∙ 106 + 12,4∙ 106 + 6,6∙ 106 = 31,6∙ 106 кВтч
ΔWПОТ(1) = 31,6∙ 106 кВтч
5. Стоимость годовых потерь энергии в ат(т)
Стоимость электроэнергии на потери в проектируемом объекте рассматривается как дополнительный потребитель электроэнергии в системе. Издержки на потери определяются как:
ИПОТ = β1 ∆WПОТ1 + β2 ∆WПОТ2, (2.11)
где β1 ,∆WПОТ1 – стоимость одного кВтч и годовые потери энергии не зависящие от нагрузки (постоянные); β2, ∆WПОТ2 – стоимость одного кВтч и годовые потери энергии, зависящие от нагрузки (переменные).
Для условий объединенных энергосистем вычислены и представлены в виде кривых β = f(Т), рис.2.3.
Рис.2.3. Удельные затраты на возмещение потерь электроэнергии: 1 – Европейская часть России, 2 – Восточная часть, 3 – Сибирь
При определении β1 принимают Т = 8760 ч. При определении β2 принимают Т = τ / αМАКС, где αМАКС – коэффициент попадания в максимум энергосистемы (для электростанций он равен 1), τ – время максимальных потерь, ч.
При ТМАКС > 6500 ч, можно принять β1= β2, тогда из графика по расчетной кривой -1: принимаем: β1= β2 = 150 коп/кВтч
Стоимость годовых потерь по вариантам:
Вариант 1
ИПОТ(1) = β ∆WПОТ1 = 1,5∙27,4∙ 106 = 41,1 ∙ 106 руб/год
ИПОТ(1) = 41,1 ∙ 106 руб/год
Вариант 2
ИПОТ(2) = β ∆WПОТ2 = 1,5∙31,6∙ 106 = 47,4 ∙ 106 руб/год
ИПОТ(2) = 47,4 ∙ 106 руб/год