Методические указания. Потери электроэнергии в трансформаторах складываются из потерь в обмотках («в меди»), зависящих от нагрузки ( )

Потери электроэнергии в трансформаторах складываются из потерь в обмотках («в меди»), зависящих от нагрузки ( ), и потерь в магнитопроводе («в стали»), принимаемых условно-постоянными ( ):

(3.1)

Рассмотрим случай А, когда оба трансформатора включены параллельно в течение всего года. Потери ЭЭ на нагрев обмоток на каждой ( ) ступени графика нагрузки определяем по известному выражению

(3.2)

где - потери в меди при нагрузке

- число параллельно работающих трансформаторов;

- номинальная мощность трансформатора.

Тогда годовые потери электроэнергии на нагрев обмоток в случае А составят

(3.3)

С учетом (3.2) и того, что из (3.3) получим

(3.4)

Выражение перед квадратной скобкой представляет собой потери мощности на нагрев обмоток в режиме наибольшей нагрузки подстанции, т.е. . Следовательно, выражение в квадратных скобках есть не что иное, как время наибольших потерь мощности:

(3.5)

Теперь рассмотрим случай Б, когда в течение времени работают два трансформатора, а в течение времени - один. В соответствии с выражением (4.3), где индекс А заменен на Б, имеем

(3.6)

При этом

(3.7)

Потери электроэнергии в стали трансформаторов в случае Б:

(3.8)

В (3.8) выражение в квадратных скобках представляет собой эквивалентное время включения двух трансформаторов в режиме использования Б:

ч/год.

При этом

, тыс. кВт·ч/год.

Потери мощности в обмотках трансформаторов при наибольшей нагрузке

кВт,

а при наименьшей нагрузке

(3.9)

Удельные затраты на компенсацию потерь ( ) определяем по [5] кривой 3 рисунка 10.1, по значениям и Значение при ч/год равно 2,85 уе (кВт·ч) а при ч/год – 2,9 уе/(кВт·ч).

Суммарные затраты на компенсацию потерь вычисляем по выражению

(3.10)

Результаты определения составляющих потерь электроэнергии и затрат на них компенсацию следует свести в таблицу 3, где

(3.11)

Таблица 3 - Результаты расчета потерь электроэнергии и затрат на их компенсацию

	Вариант	ч/год	уе/ (кВт·ч)	тыс. кВт·ч/ год	тыс. кВт·ч/ год	тыс. кВт·ч/ год	уе/год	уе/год	уе/год	%
0,3	А
Б
0,4	А
Б
0,5	А
Б
0.6	А
Б

На рисунке 2 показаны зависимости суммарных потерь ЭЭ и их составляющих от соотношения минимальной и максимальной нагрузок ( ). Их анализ показывает, что при параллельной работе двух трансформаторов в течение года (случай А) нагрузочные потери меньше, чем в случае Б ( ). Обратное соотношение характеризует потери ЭЭ в стали трансформаторов ( ). Эти обстоятельства имеют следствием то, что зависимости суммарных потерь ЭЭ имеют точку пересечения при значении . При и наоборот.

Аналогичный характер имеют зависимости суммарных затрат на компенсацию потерь и их составляющих, показанные на рисунке 3. Вместе с тем значение соответствующее точке пересечения зависимостей и от , несколько отличается от определенного по рисунку 2 10.3, что объясняется различием значений удельных затрат и для случаев А и Б.

Рисунок 2 – Зависимость суммарных годовых потерь электроэнергии в трансформаторах подстанции от соотношения их минимальной и максимальной нагрузкиРисунок	Рисунок 3 – Зависимость суммарных приведенных затрат на компенсацию потерь мощности и электроэнергии в трансформаторах подстанции от соотношения их минимальной и максимальной нагрузки

В соответствии с критерием минимума приведенных затрат при экономически целесообразно отключение одного трансформатора в режиме минимальной нагрузки а при , т.е. при более плотных графиках нагрузки, выгоднее использовать вариант параллельной работы трансформаторов в течение года.