Розгляд доцільності вимкнення одного трансформатора в години низького навантаження

Задамося графіком навантаження споживачів нашого об’єкту протягом восьми годинної зміни (табл.8).

Таблиця 8

Побудуємо графік згідно з отриманих значень потужності (Рис.2).

Рис. 2 Графік навантаження споживачів об’єкту

Як видно з графіку, перші п’ять годин навантаження складає менше 50%, тому доцільно в цей проміжок часу другий трансформатор відключити.

Розглянемо можливість відключення другого силового трансформатора при малих навантаженнях і економічний ефект від цього.

Для двотрансформаторної підстанції з трансформаторами ТСЗ-400/10 визначити:

- аналітично та графічно навантаження S_нав, за якого доцільно перейти з двох трансформаторів на роботу одним трансформатором за зміни навантаження підстанції від 0 до S_ном.тр з метою зменшення втрат у трансформаторах;

- кількість електроенергії, яку трансформатори відбирають із мережі ВН згідно з графіком навантаження протягом року;

- річні втрати електроенергії та їх вартість на цій підстанції без урахування та з урахуванням витрат реактивної енергії, яку споживають трансформатори із мережі електросистеми, для двох режимів їх роботи за даним графіком навантаження: без комутації та з комутацією трансформаторів залежно від зміни навантаження;

- річні витрати реактивної енергії за режиму роботи трансформаторів із комутацією та без комутації залежно від зміни навантаження, а також вартість витрат.

Вихідні дані занесемо до таблиці 9.

Таблиця 9

1. Визначимо навантаження, за якого втрати активної потужності під час роботи одного трансформатора дорівнюють втратам потужності під час роботи двох трансформаторів:

Маючи значення S_нав, визначимо потужності першого та другого ступеня добового графіка навантаження підстанції:

Для визначення навантаження, за якого втрати активної потужності в одному та двох трансформаторах однакові, вирахувати втрати активної потужності залежно від навантаження трансформаторів S_І і побудувати графіки ∆Р₁ = f(S_І) і ∆Р₂ = f(S_І) в одній системі координат.

Наведемо приклад розрахунку для визначення втрат активної потужності під час роботи одного ∆Р₁ та двох ∆Р₂ трансформаторів для навантаження S_І = 138,78 кВА.

Коефіцієнт завантаження трансформаторів:

одного –
двох –

Втрати активної потужності під час роботи трансформаторів:

одного –

двох –

Результати решти розрахунків наведено в табл.10

Табл.10

Згідно з даними табл.10 на рис.3 зображено графік залежності ∆Р₁=f(S₁) і ∆Р₂=f(S₁). Точка їх перетину відповідає навантаженню S_нав, кВА, за якого втрати активної потужності, кВт, під час роботи одного і двох трансформаторів однакові, а саме:

S_нав ≈ 285,72;

∆Р₁ ≈ ∆Р₂ ≈ 3,9.

Результати, отримані графічним шляхом, збігаються з розрахунковими даними.

Рис.3. Графік втрат активної потужності в трансформаторах.

Трансформатори електропідстанції згідно з графіком (рис.3) можуть працювати за двома варіантами:

- коли незалежно від навантаження підстанції працюють обидва трансформатори і втрати активної потужності в трансформаторах будуть змінюватися за залежністю ∆Р₂=f(S₁) (див. рис.3);

- коли залежно від добового графіка навантаження обслуговуючий персонал підстанції комутує роботу трансформаторів: від 0 до 5 год працює один трансформатор, а від 5 до 8 год – два трансформатори. Тоді втрати активної потужності в трансформаторах будуть визначатись залежністю, позначеною пунктиром (див.рис.3).

2. Визначимо кількість електроенергії активної потужності, кВт·год, яку трансформатори відбирають із мережі електропостачальної компанії згідно з графіком на рис.1 протягом року для споживачів низької напруги:

де m – кількість ступенів добового графіка навантаження підстанції; S_і, – потужність, кВА, та тривалість, год, і-го ступеня навантаження.

Для умов завдання

3. Втрати електричної енергії під час роботи двох трансформаторів підстанції без комутації протягом року (Т= 2000 год, або 250 днів), визначимо згідно виразу:

З урахуванням добового графіка навантаження підстанції отримаємо:

Річна вартість втрат електроенергії під час роботи двох трансформаторів протягом усього року становить

Втрати електроенергії по підстанції за рік, коли один із трансформаторів комутується залежно від навантаження, кВт·год, визначимо із виразу

де – втрати електроенергії і одному трансформаторі під час його роботи з 0 до 5 год; – втрати електроенергії, у двох трансформаторах під час їх роботи з 5 до 8 год.

Вартість втрат у режимі з комутацією трансформаторів становить

Таким чином, при комутації трансформаторів залежно від їх завантаження втрат електроенергії зменшуються на

а прибуток становить ∆Е = Ц₁ – Ц₂ = .

Втрати електроенергії зменшуються порівняно із режимом роботи трансформаторів без комутації на

4. Втрати в трансформаторах електроенергії активної потужності з урахуванням споживання трансформаторами реактивної електроенергії із мережі електросистеми визначаються виразом з використанням приведених затрат потужностей холостого ходу та короткого замикання, а саме:

де – приведені втрати активної потужності холостого ходу трансформатора з урахуванням витрат реактивної потужності Q_хх.

де К_е = 0,05 кВт/квар – економічний еквівалент реактивної потужності;

де І_хх% – струм холостого ходу трансформатора;

де – приведені втрати активної потужності, кВт, досліду короткого замикання з урахуванням витрат реактивної потужності Q_к, квар,

де U_к% - напруга короткого замикання.

Для конкретних умов завдання втрати електроенергії активної потужності під час роботи двох трансформаторів типу ТДЦ-125000/110 за графіком (див.рис.1) протягом року з урахуванням споживання реактивної енергії із мережі будуть

Вартість втрат електроенергії за рік становить

Втрати електроенергії , кВт·год, для режиму роботи підстанції, коли один із трансформаторів комутується залежно від навантаження, з урахуванням витрат реактивної енергії, яку споживають трансформатори із мережі, визначаються аналогічно із застосуванням значень та :

Вартість втрат електроенергії за рік становить

Як бачимо, втрати електроенергії активної потужності з урахуванням споживання трансформаторами реактивної енергії значно збільшуються порівняно із розрахунками втрат без урахування споживання реактивної енергії із мережі. Так, у режимі комутації трансформаторів різниця становить

або

припадають на мережі електросистеми, а саме від джерел живлення до трансформаторів підстанції.

5. Визначимо витрати W_р і вартість витрат П_сум електроенергії реактивної потужності, що споживається трансформаторами із мережі електросистеми за рік без комутації і з комутацією їх роботи залежно від навантаження.

Витрати реактивної енергії в режимі, коли трансформатори працюють без комутації незалежно від добового графіка навантаження цілий рік W_1р, знайдемо із виразу

Витрати реактивної енергії в режимі, коли трансформатор комутується залежно від графіка добового навантаження W_2р, квар·год, з метою оптимізації втрат електроенергії активної потужності визначимо втрати електроенергії по підстанції за рік, коли один із трансформаторів комутується залежно від навантаження:

де – втрати реактивної електроенергії і одному трансформаторі під час його роботи його згідно з графіком (рис.1) від 0 до 5 год, квар·год; – втрати реактивної енергії в двох трансформаторах під час їх роботи з 5 до 8 год.

При комутації трансформаторів витрати електроенергії реактивної потужності також зменшуються порівняно з режимом без комутації на

або

при комутації трансформаторів витрати електричної реактивної потужності зменшуються порівняно з режимом без комутації на 13344,91 квар·год.

Плата за реактивну енергію знайдемо як суму двох складових

де П₁ – основна плата за споживання реактивної енергії; П₂ – додаткова плата, яка стимулює застосування засобів компенсації реактивної потужності.

Для режиму, коли обидва трансформатори працюють згідно з добовим графіком навантаження протягом усього року,

де С_норм = 1 – коефіцієнт заохочення, який стимулює застосування засобів компенсації реактивної потужності; К_ф = 1,5625 – розрахунковий табличний коефіцієнт при tgφ₂ = 1.

При комутації одного трансформатора залежно від графіка добового навантаження за рік роботи підстанції

У режимі комутації одного трансформатора на підстанції порівняно з режимом без комутації маємо річну економію по витратах реактивної енергії ∆Е_р = П_Σ1 – П_Σ2 в розмірі

З урахуванням зменшення втрат активної електроенергії в трансформаторах економія від впровадження режиму комутації трансформаторів становить

Результати розрахунків подамо у вигляді табл.11.

Таблиця 11

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: