По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311.212(072)

Принцип оптимальной загрузки трансформаторов по минимуму приведенных затрат

Тадевосян Г. М. канд. техн. наук, доцент, преподаватель, Национальный аграрный университет, г. Ереван, Армения
Манукян П. С. канд. техн. наук, доцент, преподаватель, Национальный политехнический университет, г. Ереван, Армения
Хачатрян М. Л. аспирант, Научно-исследовательский институт энергетики, г. Ереван, Армения

В настоящей статье рассматривается задача выбора оптимальной загрузки трансформатора по минимуму потерь энергии и суммарных годовых приведенных затрат относительно передаваемой расчетной мощности трансформатора.

Литература:

1. Веников В.А. Электрические системы и сети. – М.: Высшая школа, 1998. – 511 с.

2. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 216 с.

3. Караев Р.И., Волобринский С.Д. Электрические сети и системы. – М.: Транспорт, 1969. – 327 с.

4. Поспелов Г.Е. Элементы технико-экономических расчетов систем электропередач. – Минск: Высшая школа, 1967.

5. Гнуни Т.С., Хачатрян М.Л. Энергетика. Принцип оптимального соотношения потерь энергии и вложений в линиях передачи // НАН РА и НПУА известия. Серия тех. наук. – 2019. – Т. 72, № 1. – С. 57–68.

6. Блок В.М. Электрические сети и системы. – М.: Высшая школа, 1986. – 430 с.

7. Лыкин А.В. Электрические системы и сети. – М.: Университетская книга, Логос, 2008. – 253 с.

8. Джоши Х. Жилые, коммерческие и промышленные электрические системы, вып. 2 Сеть и монтаж. – Нью-Дели: Tata McGrawHill Publishing Company Limited, 2008. – С. 339–341.

9. Лаутон М.А., Варн Д.Ф. Справочник инженера-электрика. – Оксфорд [Англия]; Burlington, MA: Newnes, 2003.

10. Сейфи Х., Сепасиан М.С. Планирование электроэнергетических систем: проблемы, алгоритмы и решения. – Springer. – 2011. – 388 с.

Потери мощности в силовом трансформаторе (кВт), в зависимости от его номинальной мощности [1–4]

где: ΔPх – потери мощности холостого хода (кВт);

ΔPн – потери мощности в обмотках высшего и низшего напряжений (кВт);

β – коэффициент загрузки трансформатора;

Sр – расчетная мощность (кВА);

Sн – номинальная мощность (кВА).

Для определения оптимальной загрузки трансформатора по минимуму потерь мощности в существующей литературе применяется принцип максимума КПД. Для получения оптимального коэффициента мощности трансформатора по минимуму потерь мощности представим выражение (1) в относительных единицах от передачи расчетной мощности (кВт/кВА).

Приравнивая производную функции (4) от коэффициента загрузки к нулю, получим условие оптимальной загрузки трансформатора по минимуму потерь мощности.

Так как для стандартных трансформаторов соотношение потерь холостого хода и короткого замыкания лежит в пределах 0,2÷0,3 [4, 6, 7], то оптимальные коэффициенты загрузки при передаче расчетной мощности будут соответственно равны 0,45÷0,55.

Стоит заметить, что выражение (7) для определения оптимальной загрузки трансформатора отвечает минимуму потерь мощности, но не отвечает минимуму потерь электроэнергии из-за неравномерности годового графика нагрузки трансформатора. В действительности имеется большое расхождение между продолжительностью потерь холостого хода и временем максимальных потерь энергии. Ниже предлагается методика определения оптимальной загрузки трансформатора в зависимости от продолжительности холостого хода и времени максимальных потерь.

С учетом вышесказанного потери энергии в трансформаторе в зависимости от коэффициента загрузки

где: T – годовое число часов работы трансформатора (ч);

τ – число часов максимальных потерь (ч).

Потери энергии в относительных единицах от передаваемой расчетной мощности ((кВт∙ч)/кВА):

Приравнивая производную функции (11) от коэффициента загрузки к нулю, получим условие оптимальной загрузки трансформатора по минимуму потерь энергии.

Для Цитирования:
Тадевосян Г. М., Манукян П. С., Хачатрян М. Л., Принцип оптимальной загрузки трансформаторов по минимуму приведенных затрат. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2019;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: