3 Расчет

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 (i-й) 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)

тыс. кВт·ч/год

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 (3.3), где индекс А заменен на Б, имеем

(3.6)

тыс. кВт·ч/год

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:

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 покривой 3 рисунка 2, по значениямτ и . Значение З^”при 8760 ч/год равно 2,8уе/ (кВт·ч) а при 7130 ч/год – 2,81 уе/(кВт·ч).

Рисунок 3.1 – Зависимости удельных затрат на возмещение потерь мощности и электроэнергии от их условной продолжительности

Суммарные затраты на компенсацию потерь вычисляем по выражению:

(3.10)

Результаты определения составляющих потерь электроэнергии и затрат на них компенсацию следует свести в таблицу 3.1

(3.11)

Таблица 3.1 - Результаты расчета потерь и затрат на их компенсацию

αр	Вар	τ, ч/год	З’,уе/ (кВт·ч)	,тыс. кВт·ч/год	, тыс. кВт·ч/год	, тыс. кВт·ч/год	, уе/год	, уе/год	Зпот,уе/год	%
0,4	А	6021,6	2,84	3300,4	2978,4	6278,8	9373,2	8458,6	17831,8	+4,9
	Б	6543,2	2,82	3586,3	2424,2	6010,5	10113,4	6836,2	16949,6
0,45	А	6160,2	2,84	3376,4	2978,4	6354,8	9588,9	8458,6	18047,6	+3,7
	Б	6820,3	2,82	3738,2	2424,2	6162,4	10541,7	6836,2	17377,9
0,5	А	6315	2,83	3461,2	2978,4	6439,6	9795,2	8428,8	18224	+2,3
	Б	7130	2,81	3907,9	2424,2	6332,1	10981,2	6812	17793
0,6	А	6673,6	2,82	3657,8	2978,4	6636,2	10314,9	8399	18714	-1
	Б	7847,2	2,81	4301	2424,2	6725,2	12085,8	6812	18897,8

На рисунке 3.1 показаны зависимости суммарных потерь ЭЭ, и их составляющих от соотношения минимальной и максимальной нагрузок (α_р). 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.

Аналогичный характер имеют зависимости суммарных затрат на компенсацию потерь и их составляющих, показанные на рисунке 3.1. Вместе с тем значение соответствующее точке пересечения зависимостей, несколько отличается от определенного по рисунку 3.1, что объясняется различием значений удельных затрат и для случаев А и Б.

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

Рисунок 3.2 – Зависимости суммарных годовых потерь электроэнергии в трансформаторах подстанции от соотношения ее минимальной н максимальной нагрузки

Рисунок 3.3 – Зависимости суммарных приведенных затрат на компенсацию потерь мощности и электроэнергии в трансформаторах

подстанции от соотношения ее минимальной и максимальной нагрузки