1.5. Определение экономически целесообразного

числа параллельно включенных трансформаторов

На подстанциях с двумя и более трансформаторами в зависимости от суммарной нагрузки выгодно иметь на параллельной работе такое число трансформаторов, при котором активные потери холостого хода Р_х всех включенных трансформаторов и активные потери короткого замыкания Р_к будут наименьшими. Потери Р_хне зависят от нагрузки, они всегда одинаковы. Потери же Р_к изменяются пропорционально квадрату тока, увеличиваясь от нуля до полных потерь, когда нагрузка возрастает совместно от нуля до полных потерь, когда нагрузка возрастает соответственно от нуля до номинальной мощности. На подстанциях с трансформаторами одинаковой конструкции и мощности для определения экономически целесообразного числа параллельно работающих трансформаторов при изменении полной нагрузки подстанции пользуются приведенными ниже неравенствами.

При возрастании нагрузки к n параллельно включенным трансформаторам подключают еще один трансформатор, если

 SS_номn(n+1)P_x+K_эQ_с Р_к+ К_эQ_м;

при снижении нагрузки отключают один из трансформаторов, если

 SS_номn(n-1)P_x+K_эQ_с Р_к+ К_эQ_м,

где S–полная нагрузка подстанции, кВА;S_ном–номинальная мощность одного трансформатора, кВА;n–число параллельно работающих трансформаторов; Р_х–активные потери холостого хода, кВт; Р_к–активные потери короткого замыкания, кВт;Qс = (i_х%100)S_ном–реактивные потери холостого хода (потери мощности в стали), квар; Qм = (u_к%100)S_ном–реактивные потери короткого замыкания (потери мощности в обмотке), квар; К_э– экономический эквивалент, учитывающий активную мощность, идущую на покрытие потерь в процессе передачи реактивной мощности, кВтч/(кварч). Для трансформаторов 35 – 220 кВ Кэ = 0,08.

Если установленные на подстанции трансформаторы неоднотипны или различны по мощности, то они будут иметь разные потери Рх и Рк. Применять при этих условиях указанные выше неравенства нельзя. Тогда для выбора числа параллельно включенных трансформаторов пользуются кривыми приведенных потерь. Их строят на одной координатной плоскости для каждого трансформатора и для нескольких одновременно включенных трансформаторов.

Допустим, что на подстанции установлены трансформаторы Т1 и Т2, причем номинальная мощность второго S_номТ2 больше номинальной мощности первого S_{ном Т1}. Для каждого трансформатора кривые 1 и 2 приведенных потерь (рис. 1.9) строятся на основании уравнения

P = (P_x + К_э Q_с) + (Р_к + К_эQ_м) S²  S²_ном,

где P-приведенные потери, кВт;S–действительная нагрузка трансформатора, кВА; S_ном – номинальная мощность трансформатора, кВА.

Кривая 3 приведенных потерь двух параллельно работающих трансформаторов при распределении нагрузки между ними пропорционально номинальным мощностям строится на основании уравнения

 P =  (Р_х + К_эQ_с) +  (Р_к + К_эQ_м) S²  S²_ном

На рис. 1.9. кривые приведенных потерь пересекаются в точках, соответствующих нагрузкам, при которых изменяется экономический режим работы трансформаторов. Так, при увеличении нагрузки подстанции для уменьшения потерь выгодно уже в точке А включить в работу трансформатор Т2 вместо находящегося в работе трансформатора Т1, а в точке Б – оба трансформатора. В обоих случаях трансформаторы перейдут на работу по более пологим кривым, что даст снижение потерь мощности.

Следует отметить, что на практике отключение по экономическим соображениям части трансформаторов не должно отражаться на надежности электроснабжения потребителей. С этой целью выводимые в резерв трансформаторы снабжаются устройствами автоматического ввода резерва (АВР). Целесообразно автоматизировать и сами операции отключения и включения трансформаторов по экономическим соображениям. Однако, исходя из необходимости сокращения числа оперативных переключений, частота вывода трансформаторов в резерв по экономическим соображениям не должна превышать 2-3 раза в сутки.