8. Расчет потерь мощности и электроэнергии в автотрансформаторе
Общую
величину потерь
активной мощности в автотрансформаторе
определяют по формуле
,
(*.1)
где
– паспортные потери холостого хода
автотрансформатора, кВт;
–нагрузка
на стороне ВН, СН и НН, соответственно,
кВ·А;
–номинальная
мощность автотрансформатора, кВ∙А;
–потери
короткого замыкания в лучах трехлучевой
схемы замещения автотрансформатора,
кВт, определяемые из следующих соотношений:
|
|
(*.2) |
;
;
,
где
– паспортные потери в обмотках для
направления потоков мощности от высшего
напряжения к среднему, кВт;
–паспортные
потери в обмотках для направления
потоков мощности от высшего напряжения
к низшему, кВт;
–паспортные
потери в обмотках для направления
потоков мощности от среднего напряжения
к низшему, кВт;
α
– коэффициент выгодности, определяемый
по формуле
.
С
учетом того, что
и
всоответствии
с (*.2) получаем:
кВт;
кВт;
кВт.
Подставляя известные значения в формулу (*.1), получим:
кВт.
Общую
величину потерь
реактивной мощности в автотрансформаторе
определяют по формуле
,
(*.3)
где
– паспортный ток холостого хода
трансформатора, %;
–напряжения
короткого замыкания трехлучевой схемы
замещения автотрансформатора, %,
определяемые из соотношений:
|
|
(*.4) |
;
;
.В соответствии с (*.4) получаем:
=%;
=%;
=%.
По формуле (*.3)
+=
кВат.
Полные потери мощности в автотрансформаторе определяются по формуле:
(*.5)
кВ∙А.
Потери
активной энергии
в автотрансформаторе определяются по
формуле:
,
(*.6)
где
– число часов работы трансформатора в
году, час;
–время
максимальных потерь обмоток ВН, СН и НН
– это условное число часов, в течение
которых максимальный ток, протекающий
непрерывно, создает потери энергии,
равные действительным потерям энергии
за год:
|
|
(*.7) |
;
;
,
где ТМ.В, ТМ.С, ТМ.Н – время использования максимума нагрузки для обмоток ВН, СН и НН – это условное число часов, в течение которых работа с максимальной нагрузкой передает за год столько энергии, сколько при работе по действительному графику, час.
С учетом известных ТМ.В, ТМ.С, ТМ.Н:
час;
час;
час.
По формуле (*.6):
+ кВт·час.
Потери
реактивной энергии
в трансформаторе определяются по
формуле:
|
|
(*.8) |
.
+ кВт·час.
Полные потери электроэнергии в автотрансформаторе определяются по формуле:
(*.9)
кВ∙А.
Стоимость потерь С активной электроэнергии в автотрансформаторе определяется по формуле:
,
(*.10)
где C0 – средняя стоимость 1 кВт∙часа электроэнергии, руб/кВт∙час.
руб/год.
Результаты расчета сведены в табл. *.1.
Таблица *.1
Результаты расчета потерь мощности и электроэнергии в силовом автотрансформаторе
|
Параметр |
Ед. изм |
Значение |
|
Номинальная мощность автотрансформатора (Sном) |
кВ∙А |
400 |
|
Коэффициент выгодности (α) |
- |
0,00 |
|
Активные потери холостого хода автотрансформатора (Pхх) |
кВт |
2 |
|
Ток холостого хода автотрансформатора (Iхх) |
% |
5 |
|
Потери короткого замыкания автотрансформатора (Pк в-с) |
кВт |
5 |
|
Потери короткого замыкания автотрансформатора (Pк в-н) |
кВт |
5 |
|
Потери короткого замыкания автотрансформатора (Pк с-н) |
кВт |
5 |
|
Напряжение короткого замыкания (Uк в-с) |
% |
2 |
|
Напряжение короткого замыкания (Uк в-н) |
% |
2 |
|
Напряжение короткого замыкания (Uк с-н) |
% |
2 |
|
Расчетная мощность на стороне ВН автотрансформатора (Sв) |
кВ∙А |
220 |
|
Расчетная мощность на стороне СН автотрансформатора (Sс) |
кВ∙А |
24 |
|
Расчетная мощность на стороне НН автотрансформатора (Sн) |
кВ∙А |
220 |
|
Время максимума нагрузки на стороне ВН (Тм вн) |
час. |
100 |
|
Время максимума нагрузки на стороне СН (Тм сн) |
час. |
10 |
|
Время максимума нагрузки на стороне НН (Тм нн) |
час. |
10 |
|
Число часов работы автотрансформатора в году (Tг) |
час. |
8760 |
|
Средний тариф на активную электроэнергию (Co) |
руб/кВт∙час |
800 |
|
Значение потерь активной мощности в автотрансформаторе (Pт) |
кВт |
2,00 |
|
Значение потерь реактивной мощности в автотрансформаторе (Qт) |
кВар |
20,00 |
|
Значение полных потерь мощности в автотрансформаторе (Sт) |
кВ∙А |
20,00 |
|
Значение времени максимальных потерь на стороне ВН (τВН) |
час. |
157,29 |
|
Значение времени максимальных потерь на стороне СН (τСН) |
час. |
136,88 |
|
Значение времени максимальных потерь на стороне НН (τНН) |
час. |
136,88 |
|
Годовое значение потерь активной энергии в автотрансформаторе (Waт) |
кВт∙час |
17520,00 |
|
Годовое значение потерь реактивной энергии в автотрансформаторе (Wрт) |
кВар∙час |
1752,21 |
|
Годовое значение полных потерь энергии в автотрансформаторе (Wт) |
кВ∙А∙час |
1751,09 |
|
Годовая стоимость потерь активной энергии в автотрансформаторе (С) |
руб/год |
1401600,01 |
В качестве питающего устройства также можно использовать инвертор, так как он позволяет сохранить до 30% энергии( примерно 420 480 руб.год), однако стоимость инверторных устройств значительно выше чем автотрансформатора, поэтому в качестве питающего устройства выбираем автотрансформатор.
