Аннотация
В статье сравниваются потери электроэнергии в силовом трансформаторе, полученные измерением, с рассчитанными по отраслевой методике.
Ключевые слова: потери электроэнергии, силовые трансформаторы, дополнительные потери электроэнергии.
От точности расчёта потерь электроэнергии в силовых трансформаторах зависит точность расчёта нормативов технологических потерь и, в конечном счёте, тариф на услуги по передаче электрической энергии.
Множество методик расчета потерь электроэнергии в силовом трансформаторе [1] не учитывает ряд факторов, оказывающих влияние на потери, таких, как: степень старения стали, нагрев магнитопровода вследствие потерь при перемагничивании сердечников и выделения тепла намагничивающими обмотками; срок службы трансформатора; величины несимметрии и несинусоидальности токов, протекающих по обмоткам силового трансформатора; температуру окружающего воздуха и др..
Экспериментальные исследования проводились на силовом трансформаторе мощностью 400 кВА, питавшем преимущественно коммунально-бытовую нагрузку. Значения паспортных данных потерь холостого хода и короткого замыкания силового трансформатора со схемой соединения обмоток «звезда/звезда с нулем» составляли соответственно: ΔPх= 0,95 кВт и ΔPк= 5,5 кВт.
В ходе экспериментальных исследований выполнялись измерения количества электроэнергии на сторонах 10 кВ и 0,4 кВ силового трансформатора 10/0,4 кВ. Затем полученные данные обрабатывались, а по полученным массивам определялись реальные и расчетные потери электроэнергии в силовом трансформаторе при одновременном воздействии на трансформатор различных факторов.
При получении баз данных на сторонах высшего и низшего напряжения устанавливались измерительные трансформаторы, к вторичным цепям которых подключались электросчетчики. Технические характеристики измерительного комплекса на стороне 10 кВ были следующие: измерительные трансформаторы тока – ТОЛ-СЭЩ 10 с коэффициентом трансформации 40/5 А; измерительный трансформатор напряжения – 3НОЛ 10; электросчетчик – ПСЧ-4 ТМ-05М.01.
На стороне 0,4 кВ электросчетчик ПСЧ-4 ТМ-05.09 включался во вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока ТОП 0,66 с коэффициентом трансформации 800/5 А.
Таким образом, на обеих сторонах силового трансформатора использовались электросчетчики с одинаковым классом точности и погрешностями измерения.
Измерения выполнялись в течение года. Каждый месяц измерялись значения электроэнергии на сторонах высшего и низшего напряжения силового трансформатора.
При использовании расчетного метода определения потерь электроэнергии в силовом трансформаторе дополнительно по результатам измерения определялись следующие параметры
Коэффициент формы определялся как [2]
где Кз – коэффициент заполнение суточного графика нагрузки,
где Рср – среднее значение активной мощности за сутки; Рmax – максимальная активная мощность, измеренная в течение суток.
Время максимальных потерь за сутки вычислялось по выражению
Потери электроэнергии в силовом трансформаторе рассчитывались по методике [2]:
где ΔPх – потери активной мощности холостого хода; Т – продолжительность работы трансформатора в течение суток; Кф – коэффициент формы графика нагрузки; Sc – среднее значение полной мощности за суточный период работы трансформатора; SHT – номинальная полная мощность силового трансформатора; ΔPk – потери мощности короткого замыкания; τ – время потерь.
Таблица 1 – Результаты измерений электроэнергии по электросчетчикам на сторонах 10 и 0,4 кВ силового трансформатора мощностью 400 кВА
Фактические потери электроэнергии в силовом трансформаторе определены как разность показаний электросчетчиков, установленных с высшей (WВН) и низшей (WНН) сторон трансформатора ΔWT = WВН - WHН .
Таблица 2 – Результаты средних рассчитанных за месяц потерь электроэнергии в силовом трансформаторе мощностью 400 кВА
Условно постоянные потери электроэнергии в силовом трансформаторе определены по паспортным значениям потерь активной мощности холостого хода, а нагрузочные потери электроэнергии – по паспортным значениям потерь мощности короткого замыкания с учетом коэффициентов, входящих во второе слагаемое формулы, приведенной выше.
Помесячная разница между потерями активной электроэнергии, измеренной при помощи электросчетчиков на высшей и низшей стороне силового трансформатора мощностью 400 кВА, при среднемесячном коэффициента загрузки β=0,7, и вычисленной по методике Минэнерго РФ составила величины, показанные в таблице 3.
Таблица 3 – Величина недоучета потерь активной электроэнергии
При ныне действующей методике оценки потерь электроэнергии в силовом трансформаторе эти 0,64% дополнительных потерь электроэнергии ежемесячно включаются в так называемые «коммерческие потери» электроэнергии. За год «недоучитывается» 7,68% от отпущенной электроэнергии на один силовой трансформатор мощностью 400 кВА.
Список использованной литературы
1. Бухвал А.В. К вопросу о потерях электроэнергии в силовых трансформаторах10/0,4 кВ / А.В.Бухвал,
Р.Р.Швек, М.А.Юндин – Инновации в сельском хозяйстве, 2015, №1 (11) – с.26-28.
2. Приказ Минэнерго РФ от 30.12.2008 № 326 (ред. от 01.02.2010)
"Об организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям (Зарегистрировано в Минюсте РФ
12.02.2009 № 13314).