Экономичный режим работы трансформаторов

 

Установка на подстанции двух одинаковых трансформаторов обеспечивает минимально необходимую надежность электроснабжения потребителей I категории и является экономически наиболее целесообразным решением. В дальнейшем эффективность функционирования сети зависит, в частности, от загрузки трансформаторов ПС. В результате развития региона нагрузка в узлах может возрастать. При этом значительно увеличиваются нагрузочные потери, и загрузка трансформаторов может превысить экономически целесообразную. С другой стороны, если к сети подключается новая ПС, то ее трансформаторы могут оказаться недогруженными. Это также нецелесообразно, так как потери холостого хода оказываются непропорционально большими по отношению к нагрузке, и к.п.д. трансформатора падает.

Требуемая номинальная мощность трансформаторов () равняется

 

 

где полная мощность узла нагрузки в режиме максимальных нагрузок.

Определив величину , выбирают ближайшее большее стандартное значение номинальной мощности трансформатора (). Она должна удовлетворять экономическим и эксплуатационным условиям, которые проверяются по коэффициентам загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах (при отключении одного трансформатора). Коэф-фициенты загрузки в нормальном и послеаварийном режимах рассчитываются по формулам:

 

где количество трансформаторов, установленных на ПС.

Коэффициент загрузки в нормальном режиме должен находиться в экономически целесообразных пределах

 

,

 

а в послеаварийном режиме не должен превышать технически допустимого значения

 

К _ЗАВ 1.5. (21.2)

 

Это соотношение следует из того, что трансформатор, как и любая электрическая машина, обладает определенной перегрузочной способностью. Ее можно использовать в послеаварийном режиме, когда один из трансформаторов аварийно или планово отключается, а второй берет на себя нагрузку всего узла. Это позволяет уменьшить мощность трансформаторов, устанавливаемых на ПС. Вместе с тем, перегрузочная способность трансформаторов не беспредельна. Соотношение (21.2), установленное в Правилах устройства электроустанок, позволяет сохранить срок службы изоляции трансформатора в пределах нормативного.

Экономически целесообразный режим работы трансформаторов на ПС относиться к эффективным мероприятиям снижения потерь мощности. Он определяется нагрузкой ПС и параметрами трансформаторов. В весенне-летний период снижения нагрузки трансформаторы ПС оказываются длительное время недогруженными. Это вызывает в них относительное увеличение потерь электроэнергии (за счет потерь холостого хода).

В таких случаях может оказаться целесообразным отключение части трансформаторов. При этом при наличии потребителей I категории надежности на выключателях на стороне высокого напряжения этих трансформаторов должна быть установлена автоматика АВР.

Условием отключения части трансформаторов является равенство потерь мощности в и () включенных трансформаторов.

Для одинаковых двухобмоточных трансформаторов значение экономической мощности определяется по формуле:

 

 

Если мощность нагрузки в минимальном режиме меньше экономической (), то один из включенных трансформаторов следует отключить. При этом суммарные потери в трансформаторах уменьшаются.

Значение экономической мощности может быть получено графическим путем. Для этого следует построить график зависимости потерь мощности от нагрузки ПС при работе n _т и (n _т – 1) трансформаторами. На рис. 21.5 показано определение экономической мощности при установке на ПС двух одинаковых трансформаторов.

 

Если на ПС установлены установлены трехобмоточные трансформаторы, или трансформаторы разной мощности, или нагрузка между одинаковыми трансфор-маторами распределена неравномерно, то значение экономической мощности проще опредяется графическим путем.

С точки зрения ПС для отключения одного из трансформаторов выполнение условия является достаточным. С точки зрения работы участка сети нет. При отключении одного трансформатора происходит перераспределение нагрузки и по участкам ЛЭП. Поэтому для окончастельного решения следут сравнить потери электроэнергии во всех элементах сети при нормальном ее состоянии и при отключении одного из трансформаторов ПС. Если суммарные потери электроэнергии уменьшаться, то трансформатор можно отключить. Если нет, то все трансформаторы следует оставить в работе.