Расчет силового трансформатора онлайн потерь мощности

Город	Регион/Область	Срок доставки
Майкоп	Республика Адыгея	3-4 дней
Уфа	Республика Башкортостан	1-3 дней
Улан-Удэ	Республика Бурятия	5-15 дней
Горно-Алтайск	Республика Алтай	1-2 дней
Минск — Козлова	Минск	1-2 дней
Назрань	Республика Ингушетия	1-2 дней
Нальчик	Кабардино-Балкарская Республика	1-2 дней
Элиста	Республика Калмыкия	1-2 дней
Черкесск	Республика Карачаево-Черкессия	1-2 дней
Петрозаводск	Республика Карелия	1-2 дней
Сыктывкар	Республика Коми	1-2 дней
Йошкар-Ола	Республика Марий Эл	1-2 дней
Саранск	Республика Мордовия	1-2 дней
Якутск	Республика Саха (Якутия)	1-2 дней
Владикавказ	Республика Северная Осетия-Алания	1-2 дней
Казань	Республика Татарстан	5-7 дней
Кызыл	Республика Тыва	5-7 дней
Ижевск	Удмуртская Республика	5-7 дней
Абакан	Республика Хакасия	5-7 дней
Чебоксары	Чувашская Республика	5-7 дней
Барнаул	Алтайский край	5-7 дней
Краснодар	Краснодарский край	5-7 дней
Красноярск	Красноярский край	5-7 дней
Владивосток	Приморский край	5-7 дней
Ставрополь	Ставропольский край	5-7 дней
Хабаровск	Хабаровский край	7-12 дней
Благовещенск	Амурская область	7-12 дней
Архангельск	Архангельская область	7-12 дней
Астрахань	Астраханская область	7-12 дней
Белгород	Белгородская область	7-12 дней
Брянск	Брянская область	7-12 дней
Владимир	Владимирская область	7-12 дней
Волгоград	Волгоградская область	7-12 дней
Вологда	Вологодская область	7-12 дней
Воронеж	Воронежская область	7-12 дней
Иваново	Ивановская область	7-12 дней
Иркутск	Иркутская область	7-12 дней
Калининград	Калиниградская область	7-12 дней
Калуга	Калужская область	4-7 дней
Петропавловск-Камчатский	Камчатская область	4-7 дней
Кемерово	Кемеровская область	4-7 дней
Киров	Кировская область	4-7 дней
Кострома	Костромская область	4-7 дней
Курган	Курганская область	4-7 дней
Курск	Курская область	1-3 дней
Санкт-Петербург	Ленинградская область	1-3 дней
Липецк	Липецкая область	1-3 дней
Магадан	Магаданская область	1-3 дней
Москва	Московская область	1-3 дней
Мурманск	Мурманская область	1-3 дней
Нижний Новгород	Нижегородская область	1-3 дней
Новгород	Новгородская область	1-3 дней
Новосибирск	Новосибирская область	1-3 дней
Омск	Омская область	1-3 дней
Оренбург	Оренбургская область	1-3 дней
Орел	Орловская область	1-3 дней
Пенза	Пензенская область	1-3 дней
Пермь	Пермская область	1-3 дней
Псков	Псковская область	1-3 дней
Ростов-на-Дону	Ростовская область	1-3 дней
Рязань	Рязанская область	1-3 дней
Самара	Самарская область	1-3 дней
Саратов	Саратовская область	1-3 дней
Южно-Сахалинск	Сахалинская область	1-3 дней
Екатеринбург	Свердловская область	1-3 дней
Смоленск	Смоленская область	1-2 дней
Тамбов	Тамбовская область	1-2 дней
Тверь	Тверская область	1-2 дней
Томск	Томская область	1-2 дней
Тула	Тульская область	1-2 дней
Тюмень	Тюменская область	1-2 дней
Ульяновск	Ульяновская область	1-2 дней
Челябинск	Челябинская область	1-2 дней
Чита	Читинская область	1-2 дней
Ярославль	Ярославская область	1-2 дней
Москва	г. Москва	1-2 дней
Санкт-Петербург	г. Санкт-Петербург	1-2 дней
Биробиджан	Еврейская автономная область	1-2 дней
пгт Агинское	Агинский Бурятский авт. округ	1-2 дней
Кудымкар	Коми-Пермяцкий автономный округ	1-2 дней
пгт Палана	Корякский автономный округ	1-2 дней
Нарьян-Мар	Ненецкий автономный округ	1-2 дней
Дудинка	Таймырский (Долгано-Ненецкий) автономный округ	1-2 дней
пгт Усть-Ордынский	Усть-Ордынский Бурятский автономный округ	1-2 дней
Ханты-Мансийск	Ханты-Мансийский автономный округ	1-2 дней
Анадырь	Чукотский автономный округ	1-2 дней
пгт Тура	Эвенкийский автономный округ	1-2 дней
Салехард	Ямало-Ненецкий автономный округ	1-2 дней
Грозный	Чеченская Республика	1-2 дней

Как посчитать потери мощности и электроэнергии?

Еще не изобрели и вряд ли изобретут способы передачи электроэнергии без потерь. В каждой линии, в каждом элементе системы электроснабжения происходят потери энергии. Потери мощности и энергии составляют около 12-15% от вырабатываемой электроэнергии.

Потери электроэнергии покрываются за счет увеличения мощности источников питания, а это значит за счет увеличения энергоресурсов. В наше время цены на энергоресурсы постоянно растут, поэтому вопрос энергосбережения очень актуален.

При проектировании нужно понимать, где происходят основные потери электроэнергии и принимать все необходимые меры к снижению данного показателя.

Рассмотрим случай электроснабжения объекта от трансформаторной подстанции. Большинство объектов подключено именно таким способом, т.е. от ТП 10/0,4кВ или от ТП 6/0,4кВ. Основными элементами, где происходят потери, является трансформатор и ЛЭП (КЛ или ВЛ).

Методика расчета потерь мощности и энергии:

1 Определение потерь мощности в трансформаторе.

Потери активной мощности в трансформаторах (в кВт) определяются по следующей формуле:

∆Pт=∆Pст+∆Pм·β²

где ∆Pст=∆Pх – потери холостого хода трансформатора при номинальном напряжении, кВт;

∆Pм=∆Pк – потери короткого замыкания трансформатора при номинальной нагрузке, кВт;

β=S/Sном,т – коэффициент загрузки трансформатора.

Потери реактивной мощности в трансформаторе (в квар) определяются выражением:

∆Qт=∆Qх+∆Qк·β²

 где ∆Qх – потери на намагничивание;

∆Qк – потери, обусловленные потоками рассеяния.

Потери реактивной мощности в трансформаторе

где uк – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Iх – ток холостого хода трансформатора, %;

хт – индуктивное сопротивление трансформатора, Ом.

2 Определение потерь мощности в ЛЭП.

Потери активной мощности в трехфазной линии (в кВт) с равномерной загрузкой фаз определяются по следующей формуле:

∆Рл=3·I²max·rл·10^-3

Потери реактивной мощности (в квар):

∆Qл=3·I²max·хл·10^-3

Потери мощности в линии можно выразить в процентах от расчетной мощности:

∆Р’л=∆Рл·100/Рmax

Если реактивная составляющая потери напряжения мала и ей можно пренебречь, то потери мощности в линии можно найти через потери напряжения:

∆Р’л=∆U/cos²ϕ

При расчете потерь энергии используют такое понятие как время наибольших потерь τ.

Время наибольших потерь – это условное время, в течение которого при передаче электроэнергии с максимальной нагрузкой, потери энергии были бы такими, какие возникают в действительности при переменном графике нагрузки.

Время наибольших потерь определяют из кривых зависимости этого времени от годовой продолжительности использования максимума нагрузки.

Время наибольших потерь

3 Определение годовых потерь энергии в трансформаторе.

Годовые потери активной энергии в трансформаторе, кВт·ч:

∆Wат=∆Pст·t+∆Pм·β²·τ

где t – время работы трансформатора.

Годовые потери реактивной энергии в трансформаторе, квар·ч:

∆Wрт=Ix·Sномт·t/100+uк·Sномт·β²·τ/100

4 Определение годовых потерь энергии в ЛЭП.

Годовые потери активной энергии в линии, кВт·ч:

∆Wал=3·I²max·rл·τ·10^-3

Годовые потери реактивной энергии в линии, квар·ч:

∆Wрл=3·I²max·хл·τ·10^-3

Про годовую продолжительность использования максимума нагрузки будет написана отдельная статья.
Программа для расчета потери мощности и электроэнергии.

Советую почитать:

4 Расчет годовых потерь энергии в трансформаторах

Продолжительность нагрузок: зима – 185 суток (), лето –180 ()

4.1 Расчет для варианта схемы 1

Трансформаторы Т-1, Т-2 – ТДЦ-80000/110. Паспортные данные, необходимые для дальнейших расчетов, для этого трансформатора: ,,,

Годовые потери энергии в стали одного трансформатора:

Годовые потери энергии в меди для одного двухобмоточного трансформатора определяются по формуле:

Трансформатор Т-3 и Т-4 – АТДЦТН-125000/220/110-У1. Паспортные данные, необходимые для дальнейших расчетов, для этого трансформатора: ,,,,,,,,.

Годовые потери энергии в стали автотрансформатора:

Годовые потери энергии в меди в трехобмоточном автотрансформаторе определяются для каждой из обмоток НН, ВН, СН в соответствии с их загрузкой.

Удельные потери в обмотках автотрансформатора:

(1)

(2)

(3)

где – коэффициент выгодности определяется по формуле:

Годовые потери энергии в меди в обмотках автотрансформатора определяются по формулам:

Годовые потери энергии в меди в трансформаторе равны:

2. Расчет для варианта схемы 2

Трансформаторы Т-1, Т-2 – ТДТН – 63000/110. Паспортные данные, необходимые для дальнейших расчетов, для этого трансформатора: ,,,,,,,,.

Годовые потери энергии в стали одного трансформатора:

Годовые потери энергии в меди в трехобмоточном трансформаторе определяются для каждой из обмоток НН, ВН, СН в соответствии с их загрузкой.

Удельные потери в обмотках трехобмоточного трансформатора:

Годовые потери энергии в меди в обмотках трансформатора определяются по формулам:

Годовые потери энергии в меди в автотрансформаторе равны:

Трансформатор Т-3 – ТД-80000/220. Паспортные данные, необходимые для дальнейших расчетов, для этого трансформатора: ,,,

Годовые потери энергии в стали одного трансформатора:

Годовые потери энергии в меди для одного двухобмоточного трансформатора определяются по формуле:

Трансформатор Т-4 – ТДЦ-125000/220. Паспортные данные, необходимые для дальнейших расчетов, для этого трансформатора: ,,,

Годовые потери энергии в стали одного трансформатора:

Годовые потери энергии в меди для одного двухобмоточного трансформатора определяются по формуле:

4. Технико-экономическое сравнение структурных схем электростанций

Проведем технико-экономический расчет и сравнение между двумя системными схемами электростанции.

Для каждого из сравниваемых вариантов выбора трансформаторов намечается наиболее целесообразная схема электрических соединений РУ на всех напряжениях.

Экономическая целесообразность схемы определяется минимальными затратами:

  (7)

где  – капиталовложения на сооружения электроустановки, у.е;

– нормативный коэффициент экономической эффективности;

 – годовые эксплуатационные издержки, у.е/год;

  – ущерб от недоотпуска электроэнергии, у.е/год.

В учебном проектировании сравнение вариантов производится без учета ущерба, т.к. это составляющая предполагает определение надежности питания, вероятности и длительности аварийных отключений и других вопросов, рассматриваемых в специальной литературе. При сравнении схем допустимо учитывать капиталовложения только по отличающимся элементам.

Стоимость трансформаторов можно определить по выражению:

 

(8)

 

где – заводская стоимость трансформаторов;

– коэффициент, учитывающий стоимость ошиновки, аппаратов грозо-защиты, заземления, контрольных кабелей до щита управления, строительных и монтажных работ, а также материалов.

         Годовые эксплуатационные издержки определяются по формуле:

 

(9)

 

где  – издержки на амортизацию и обслуживание;

и – соответствующие отчисления в %;

– издержки, связанные с потерями электроэнергии:

 

(10)

                                             

где – стоимость 1 кВт·ч потерь электроэнергии, у.е./кВт·ч;

    – потери электроэнергии в элементах схемы, кВт·ч.

При выполнении РГР допускается принять ., , .

Отчисления на амортизацию и обслуживание равны:

Для варианта 1:

Для варианта 2:

Таблица 5 – Технико-экономическое сравнение вариантов

Наименование элемента	Заводская стоимость единицы, тыс у.е.	1 вариант					2 вариант
		Кол-во ед., шт	Сумма, тыс.у.е.			Кол-во ед., шт		Сумма, тыс.у.е.
1. ТДЦ-80000/110	113.7	2	341.1
2. Трансформатор АТДЦТН-125000/220/110-У1	195	2	546
3. Ячейка ЗРУ 10 кВ	20	1	20
4. Ячейка ОРУ 110кВ	30	1	30
5. Ячейка ОРУ 220кв	80	1	80
Итого:			1017.1
6. ТДТН – 63000/110	126					2		378
7. ТД-80000/220	133.7					1		187.18
8. ТДЦ-125000/220	186					1		260.4
9. Ячейка ЗРУ 10кВ	20					1		20
10. Ячейка ОРУ 110кВ	30					1		30
11. Ячейка ОРУ 220кВ	80					1		80
Итого:									955.58

Таблица 6 – Окончательный результат технико-экономического сравнения

Затраты	1 вариант	2 вариант
1 Расчетные капиталовложения, К, тыс.у.е	1017.1	955.58
2 Отчисления на амортизацию и обслуживание, , тыс у.е
3 Стоимость потерь энергии, ., тыс.у.е.
4 Приведенные минимальные затраты, З, тыс. у.е.

Разница в затратах между вариантами 1 и 2 составляет:

что позволяет принять, как наиболее экономичный вариант 2.

7.4. Расчет потерь мощности в трансформаторах

Потери активной и реактивной мощности в трансформаторах и автотрансформаторах разделяются на потери в стали и потери в меди (нагрузочные потери). Потери в стали – это потери в проводимостях трансформаторов. Они зависят от приложенного напряжения. Нагрузочные потери – это потери в сопротивлениях трансформаторов. Они зависят от тока нагрузки.

Потери активной мощности в стали трансформаторов – это потери на перемагничивание и вихревые токи. Определяются потерями холостого хода трансформатора , которые приводятся в его паспортных данных.

Потери реактивной мощности в стали определяются по току холостого хода трансформатора, значение которого в процентах приводится в его паспортных данных:

Потери мощности в обмотках трансформатора можно определить двумя путями:

Потери мощности по параметрам схемы замещения определяются по тем же формулам, что и для ЛЭП:

,

где S – мощность нагрузки;

U – линейное напряжение на вторичной стороне трансформатора.

Для трехобмоточного трансформатора или автотрансформатора потери в меди определяются как сумма потерь мощности каждой из обмоток.

Получим выражения для определения потерь мощности по паспортным данным двухобмоточного трансформатора.

Потери короткого замыкания, приведенные в паспортных данных, определены при номинальном токе трансформатора

(7.1)

При любой другой нагрузке потери в меди трансформатора равны

(7.2)

Разделив выражение (7.1) на (7.2), получим

Откуда найдем :

Если в выражение для расчета , подставить выражение для определения реактивного сопротивления трансформатора, то получим:

Таким образом, полные потери мощности в двухобмоточном трансформаторе равны:

Если на подстанции с суммарной нагрузкой S работает параллельно n одинаковых трансформаторов, то их эквивалентные сопротивления в n раз меньше, а проводимости в n раз больше. Тогда,

Для n параллельно работающих одинаковых трехобмоточных трансформаторов (автотрансформаторов) потери мощности рассчитываются по формулам:

где S_в, S_с, S_н – соответственно мощности, проходящие через обмотки высшего, среднего и низшего напряжений трансформатора.

7.5. Приведенные и расчетные нагрузки потребителей

Расчетная схема замещения участка сети представляет собой довольно сложную конфигурацию, если учитывать полную схему замещения ЛЭП и трансформаторов. Для упрощения расчетных схем сетей с номинальным напряжением до 220 кВ включительно вводят понятие “приведенных”, “расчетных” нагрузок.

Приведенная к стороне высшего напряжения нагрузка потребительской ПС представляет собой сумму заданных мощностей нагрузок на шинах низшего и среднего напряжений и потерь мощности в сопротивлениях и проводимостях трансформаторов. Приведенная к стороне высшего напряжения нагрузка ЭС представляет собой сумму мощностей генераторов за вычетом нагрузки местного района и потерь мощности в сопротивлениях и проводимостях трансформаторов.

Расчетная нагрузкка ПС или ЭС определяется как алгебраическая сумма приведенной нагрузки и половин зарядных мощностей ЛЭП, присоединенных к шинам высшего напряжения ПС или ЭС.

Зарядные мощности определяются до расчета режима по номинальному, а не реальному напряжению, что вносит вполне допустимую погрешность в расчет.

Возможность упрощения расчетной схемы при использовании понятий “при-веденных” и “расчетных” нагрузок показано на рис. 7.3:

Рисунок 7.3 – Этапы упрощения расчетной схемы: а) исходная схема; б) полная схема замещения; в) схема замещения с приведенной нагрузкой; г) схема замещения с расчетной нагрузкой