К составляющим потерь реактивной мощности трансформатора относится. Определение потерь в трансформаторе

Основными характеристиками трансформатора являются прежде всего напряжение обмоток и передаваемая трансформатором мощность. Передача мощности от одной обмотки к другой происходит электромагнитным путем, при этом часть мощности, поступающей к трансформатору из питающей электрической сети, теряется в трансформаторе. Потерянную часть мощности называют потерями.

При передаче мощности через трансформатор напряжение на вторичных обмотках изменяется при изменении нагрузки за счет падения напряжения в трансформаторе, которое определяется сопротивлением короткого замыкания. Потери мощности в трансформаторе и напряжение короткого замыкания также являются важными характеристиками. Они определяют экономичность работы трасформатора и режим работы электрической сети.

Потери мощности в трансформаторе являются одной из основных характеристик экономичности конструкции трансформатора. Полные нормированные потери состоят из потерь холостого хода (XX) и потерь короткого замыкания (КЗ). При холостом ходе (нагрузка не присоединена), когда ток протекает только по обмотке, присоединенной к источнику питания, а в других обмотках тока нет, мощность, потребляемая от сети, расходуется на создание магнитного потока холостого хода, т.е. на намагничивание магнитопровода, состоящего из листов трансформаторной стали. Поскольку , то направление магнитного потока также меняется. Это значит, что сталь намагничивается и размагничивается попеременно. При изменении тока от максимума до нуля сталь размагничивается, магнитная индукция уменьшается, но с некоторым запаздыванием, т.е. размагничивание задерживается (при достижении нулевого значения тока индукция не равна нулю точка N ). Задерживание в перемагничивании является следствием сопротивления стали переориентировке элементарных магнитов.

Кривая намагничивания при перемене направления тока образует так называемую , которая различна для каждого сорта стали и зависит от максимальной магнитной индукции Втах. Площадь, охватываемая петлей, соответствует мощности, затрачиваемой на намагничивание. Так как при перемагничивании сталь нагревается, электрическая энергия, подводимая к трансформатору, преобразуется в тепловую и рассеивается в окружающее пространство, т.е. безвозвратно теряется. В этом физически и заключаются потери мощности на перемагничивание.

Кроме потерь на гистерезис при протекании магнитного потока по магнитопроводу возникают . Как известно, магнитный поток индуктирует электродвижущую силу (ЭДС), создающую ток не только в обмотке, находящейся на стержне магнитопровода, но и в самом его металле. Вихревые токи протекают по замкнутому контуру (вихревое движение) в месте стали в направлении, перпендикулярном направлению магнитного потока. Для уменьшения вихревых токов магнитопровод собирают из отдельных изолированных листов стали. При этом чем тоньше лист, тем меньше элементарная ЭДС, меньше созданный ею вихревой ток, т.е. меньше потери мощности от вихревых токов. Эти потери тоже нагревают магнитопровод. Для уменьшения вихревых токов, потерь и нагревов увеличивают стали путем введения в металл присадок.

В любом трансформаторе расход материалов должен быть оптимальным. При заданной индукции в магнитопроводе его габарит определяет мощность трансформатора. Поэтому стараются, чтобы в сечении стержня магнитопровода было как можно больше стали, т.е. при выбранном наружном размере коэффициент заполнения кз должен быть наибольшим. Это достигается применением наиболее тонкого слоя изоляции между листами стали. В настоящее время применяется сталь с тонким жаростойким покрытием, наносимым в процессе изготовления стали и дающим возможность получить кз = 0,950,96.

При изготовлении трансформатора вследствие различных технологических операций со сталью ее качество в готовой конструкции несколько ухудшается и потери в конструкции получаются примерно на 2550 % больше, чем в исходной стали до ее обработки (при применении рулонной стали и прессовки магнитопровода без шпилек).

КПД трансформатора никогда не достигает 100 %, поскольку в нём всегда присутствуют потери электроэнергии. Потери в трансформаторах принято разделять на два вида: потери в меди (медные витки обмоток) и потери в стали (материал сердечника).

Потери в меди возникают из-за собственного сопротивления медного проводника. Ток, протекая по обмотке, обуславливает некоторое падение напряжения, которое и является потерей мощности. При этом электрическая энергия преобразуется в тепловую, которая разогревает обмотку.

Потери в стали в свою очередь состоят из потерь, вызванных вихревыми токами, и обусловленых циклическим перемагничиванием (гистерезис).



Вихревые токи возникают в проводнике, который находится в переменном магнитном поле. Этим условиям удовлетворяет стальной сердечник, на который намотаны медные витки. В нем постоянно возникают вихревые токи, величина которых может достигать достаточно больших значений, из-за которых в свою очередь происходит нагрев сердечника.

Величина потерь, вызванных необходимостью циклического перемагничивания определяется в первую очередь качеством стали, из которой сделан сердечник. В сердечнике как бы находится большое количество диполей, которые под действием переменного магнитного поля периодически изменяют своё направление (поворачиваются с периодичностью изменения магнитного поля). В ходе пространственного изменения положения диполей возникают механические силы трения между ними, что вызывает дополнительный нагрев сердечника. Таким образом происходит преобразование магнитной энергии в тепловую (потери мощности на гистерезис).

Чтобы снизить эти потери, применяется ряд мер. Потери, вызванные циклическим перемагничиванием, могут быть уменьшены, если использовать специальный структурированный особым образом магнитомягкий материал для изготовления сердечника (электротехническая сталь). Такой материал обладает большой магнитной проницаемостью, но при этом малой коэрцитивной силой.

Для снижения потерь в меди применяется увеличение сечения проводников обоих обмоток, при этом электросопротивление их уменьшается. С другой стороны, это вызывает увеличение стоимости и веса трансформатора, поэтому достаточным считается такое сечение, при котором не возникает заметного нагрева обмоток.

Чтобы уменьшить вихревые токи, сердечник выполняется не в виде единого монолитного блока, а собирается из множества электроизолированных пластин. Толщина каждой из них может равняться всего нескольким десятым долям миллиметра. Также электрическую проводимость сильно снижает специально вводимый в сталь легирующий элемент - кремний.

Комплексное использование мер по снижению потерь мощности позволяет довести КПД трансформаторов до 85-90%.

Потери электроэнергии в трансформаторах - важнейший показатель экономичности их работы, индикатор состояния системы учета электроэнергии. Он показывает о проблемах, которые требуют решений в развитии, реконструкции и техническом перевооружении электрически соединены, что обусловливает передачу мощности не только электромагнитным, но и электрическим путем.

Автотрансформаторы широко применяют в сетях напряжением 150 кВ и выше благодаря их меньшей стоимости и меньшим суммарным потерям активной мощности в обмотках по сравнению с трансформаторами той же мощности. Исходными данными для расчета потерь электрической энергии в силовых трансформаторах являются: тип трансформаторов; мощность; номинальный ток, потери холостого хода и короткого замыкания (по паспортным данным); сведения об отключении трансформаторов в течение расчетного периода; средний максимальный рабочий ток трансформатора, взятый из суточных графиков нагрузки в период контрольных замеров:

Количество активной энергии, поступившей в силовые трансформаторы, Wтр, количество активной энергии, поступившей в абонентские трансформаторы Wтр.а (кВт∙ч) за расчетный период.

Годовые потери электроэнергии в силовом трансформаторе определяются: где t - число часов работы трансформатора за расчетный период; τ - время максимальных потерь (условное время, в течение которого потери в активном сопротивлении элемента сети при постоянной максимальной нагрузке были бы равны потерям энергии в том же элементе запреобразования электроэнергии одного напряжения в другое, связи между отдельными элементами электрической сети, регулирования напряжения и перетоков мощности. Они представляют собой статическое электромагнитное устройство, имеющее две и более индуктивно связанных обмотки. По назначению трансформаторы делятся на повышающие и понижающие, по числу обмоток - на 2-х, 3-х и с расщепленными обмотками. Автотрансформатор отличается от силового трансформатора тем, что две его обмотки



расчетный период времени при действительном графике нагрузки), ч; ΔРх.х.i, ΔРк.з.i - потери мощности холостого хода и короткого замыкания, кВт; Kз - коэффициент загрузки трансформатора в период годового максимума, определяемый как где Iнi - номинальный ток i-го трансформатора, А; Iср.макс - средний максимальный ток по суточным графикам в период контрольных замеров. Приближенно величину τ определяют по следующей формуле:

Другим условием является установление рационального режима работы включенных трансформаторов, что обеспечивается установлением оптимального коэффициента загрузки. Силовые трансформаторы являются основным электрическим оборудованием электроэнергетических систем. Они служат для

где Т- число часов использования максимальной нагрузки, ч. Число часов использования максимальной нагрузки Т определяется по формуле: где Uтр.н. - номинальное линейное напряжение трансформатора на низкой стороне. На основании расчетных величин Т и τ можно построить график зависимости τ = ƒ(Т) . Годовые потери электроэнергии во всех трансформаторах определяются: где n - число трансформаторов в электрической сети. Относительная величина потерь электроэнергии в силовых трансформаторах: где Wтр - количество электроэнергии поступившей в силовые трансформаторы, кВт∙ч: трансформаторов, совершенствовании методов и средств их эксплуатации. Потери в трансформаторах определяются числом часов их работы, поэтому одним из условий, обеспечивающих экономию электроэнергии в трансформаторах, является отключение их при малых загрузках. Это возможно осуществить, если в ночное время питать электроустановки, предназначенные для ремонтных работ, дежурного освещения и пр., от одного трансформатора.

В системах электроснабжения нередко прибегают к установке трехобмоточных тр-ров для обеспечения питания потребителей на разных напряжениях. Целесообразность их установки объясняется экономическими затратами, которые складываются из общих капиталовложений и стоимости годовых эксплуатационных расходов Cэ, в kt входят потери электроэнергии. Расчет потерь электроэнергии осложняется тем, что в справочных материалах потери мощ­ности в трехобмоточных трансформаторах даны суммарно при условии 100 %-ной загрузки всех трех обмоток (высшего, среднего и низ­шего напряжений). В действительных условиях загрузка обмоток трансфор­матора не имеет такого соотношения. Например, когда нагрузка обмоток высшего напряжения равна 100 %, сумма нагрузок обмоток среднего и низшего напряжений должна быть равна тоже 100 % . Таким образом, вследствие того, что до настоящего времени в каталожных данных потери в металле обмоток трехобмоточных трансформаторов приво­дятся для одновременной загрузки на 100 % каждой обмотки, расчетные потери для трехобмоточных трансформаторов получаются не соответствующими дей­ствительным с ошибкой в сторону превышения. Вследствие этого могут получаться ошибочные решения, особенно при экономическом сопо­ставлении использования трехобмоточного трансформатора и двух двухобмоточных на соот­ветствующие напряжения и мощность. Для правильного определения потерь мощности в трехобмоточных транс­форматорах следует пользоваться выражением

∆PT.T = ∆P­­хх + ∆PО.У + k2з.ВН ∆Pк.ВН + k2з.СН ∆Pк.СН + k2з.НН ∆Pк.НН,

где ΔРХХ - потери мощности холостого хода трансформатора; ΔР0,у - мощность охлаждающих устройств; ΔРквн - потери мощности в металле "обмоток выс­шего напряжения при 100 "-ной загрузке; k3вн - коэффициент загрузки обмотки высшего напряжения; ΔРКсн - потери мощности в металле обмотки среднего напряжения при 100%-ной загрузке; k3сн - коэффициент загрузки обмотки среднего напряжения; ΔРКнн - потери мощности в металле обмотки низшего напряжения при 100% -ной загрузке; k3нн - коэффициент загрузки обмотки низшего напряжения.При этом выражение преобразуют, как и для двухобмоточных трансформато­ров, к виду, соответствующему учету потерь активной мощности от реактив­ной нагрузки трансформатора, а именно:

∆P’T.T = ∆P’­­х + ∆PО.У + к2з.ВН ∆P’к.ВН + к2з.СН ∆P’к.СН + к2з.НН ∆P’к.НН

Величина ΔРОУ учитывается для времени, когда нагрузка трансформатора имеет значение большие 70 % номинальной мощности, т. е. когда работают охлаждающие установки.

Так как в каталогах, заводских данных и других источниках даются сведения о ΔРКвн, ΔРКсн и ΔРКнн, то приводим методику их определения, основанную на том, что в исходных технических данных по трехобмоточным трансформаторам потери мощности в металле обмоток задаются по­парно:

ΔРК вн. нн - потери мощности в обмотках высшего и низшего напря­жений; ΔРК вн _ сн - потери мощности в обмотках высшего и среднего напряже­ний; ΔРК сн. нн - потери мощности в обмотках среднего и низшего напряже­ний.Для определения потерь при нагрузке каждой обмотки на номинальную мощность трансформатора составляем уравнения

∆Pк, ВН-СН = ∆Pк, ВН + ∆Pк, СН

∆Pк, ВН = (∆Pк, ВН-СН +∆Pк, ВН-НН - ∆Pк, СН-СН)/2

∆Pк, ВН-НН = ∆Pк, ВН + ∆Pк НН =>

∆Pк, СН = (∆Pк, ВН-СН +∆Pк, СН-НН - ∆Pк, ВН-СН)/2

∆Pк, СН-НН = ∆Pк, СН + ∆Pк, НН

∆Pк, ВН = (∆Pк, ВН-НН +∆Pк, СН-НН - ∆Pк, ВН-СН)/2.

Для использования в дальнейших расчетах величины в выражениях должны быть с помощью kип пересчитаны в приведенные. Данные этих расчетов сводятся в таблицу в виде приведенных потерь. После определения потерь мощности следует определить стоимость потерь электроэнергии.

Аннотация. Статья посвящена анализу расчета потерь в двухобмоточном силовом трансформаторе . Авторы предлагают также практическую реализацию методики расчета потерь трансформатора в MS Excel .
Ключевые слова: силовой двухобмоточный трансформатор, расчет потерь электроэнергии, метод средних нагрузок.

Передача электрической энергии от источника к конечному потребителю неизбежным образом связана с потерей части мощности и энергии в системе электроснабжения. С ростом тарифов на электроэнергию повышается экономическая значимость проблемы потерь электроэнергии, обусловленная включением в тариф нормативных значений потерь, а также снижением прибыли сетевых компаний из-за сверхнормативных потерь. Также затрудняет подключение к электрическим сетям дополнительных мощностей, а снижение потерь электроэнергии в электрических сетях является эффективным средством повышения их пропускной способности, что позволяет сетевым компаниям расширять объем услуг по доступу потребителей к сетям. Нормативной базой для расчета потерь электроэнергии является Инструкция по организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по расчету и обоснованию нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям, утвержденная приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 30.12.2008 г. № 326 (регистрация Минюста России рег. № 13314 от 12.02.2009 г.).

Потери электроэнергии в трансформаторах - один из видов технических потерь электроэнергии, обусловленных особенностями физических процессов, происходящих при передаче энергии. Рассмотрим методику расчета потерь электроэнергии в двухобмоточном силовом трансформаторе за расчетный период (месяц, квартал, год) .



В России и за рубежом разработано несколько десятков комплексов программ для решения различных задач, связанных с расчетом потерь электроэнергии. Эти комплексы различаются как набором функциональных и сервисных возможностей, стоимостью, надежностью и другими параметрами. Но использование MS Excel продолжает широко применятся российскими энергосетевыми компаниями для расчета потерь электроэнергии, так как не требует специального обучения персонала и имеет понятный и интуитивный интерфейс.

  1. Железко Ю.С., Артемьев А.В. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях: руководство для практических расчетов. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.
  2. Методические указания по определению потерь электроэнерической энергии в городских электрических сетях напряжением 10(6)-0,4кВ. (Разработаны Российским акционерным обществом «Роскоммунэнерго» и ЗАО «АСУ Мособлэлектро». Утверждены Госэнергодадзор Минэнерго России (09.11.00 № 32-01-07/45)).
  3. Воротницкий В.Э., Калинкина М.А.. Расчет нормирование и снижение потерь электрической энергии в электрических сетях. Учебно-методическое пособие. 2-е изд.-М.: ИПКгосслужбы,2001.
  • Герасимов А.И. Электроснабжение карьера (Документ)
  • Королев О.П., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н. Электроснабжение промышленных предприятий (Документ)
  • Сибикин М.Ю., Сибикин Ю.Д., Яшков В.А. Электроснабжение промышленных предприятий и установок (Документ)
  • Прима В.М. Прокопенко Л.В. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям для студентов специальности электроснабжение (Документ)
  • Пестов С.М., Свиридов Ю.П. Электроснабжение промышленных предприятий: методические указа- ния к выполнению лабораторных работ (Документ)
  • Кудрин Б.И., Чиндяскин В.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Методическое пособие к курсовому проекту по курсу ЭПП (Документ)
  • Кузьмин Э.Л. Протокол и этикет дипломатического и делового общения (Документ)
  • Медведев Г.Д. Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий (Документ)
  • Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок (Документ)
  • Артемов А.И. Электроснабжение промышленных предприятий в примерах и задачах (Документ)
  • n1.doc

    3.3. Потери мощности в трансформаторах

    В справочной литературе приводятся величины характеристик трансформатора при номинальной загрузке: ?Р хх - активные потери холостого хода, кВт; ?Р кз - потери короткого замыкания, кВт; I н - номинальный ток, А; I хх - ток холостого хода, А;

    S н - номинальная мощность трансформатора, кВА; U кз% - напряжение короткого замыкания, %.

    Соответственно получаем для номинальной нагрузки трансформатора:

    реактивные потери холостого хода

    Реактивные потери короткого замыкания


    .

    При нагрузке, отличающейся от номинальной (

    ):

    активные потери короткого замыкания равны

    ;

    реактивные потери короткого замыкания

    .

    Полные потери мощности в трансформаторе с учетом загрузки:

    активные


    ;

    реактивные


    .

    3.4. Режимы работы и выбор числа и мощности трансформаторов

    С увеличением мощности трансформаторов растут токи короткого замыкания. Поэтому единичная мощность трансформаторов, питающих электроустановки до 1000 В, ограничивается допустимыми величинами тока короткого замыкания. Считается нецелесообразным применение трансформаторов со вторичным напряжением до 0,4 кВ мощностью более 2500 кВА. Число типоразмеров трансформаторов в цехе должно быть минимальным.

    Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять при наличии в цехе (корпусе) приемников электроэнергии, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки “складского” резерва, или при резервировании, осуществляемом на линиях низкого напряжения от соседних ТП, т. е. они допустимы для потребителей III и II категорий, а также при наличии в сети 380 - 660 В небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.

    Двухтрансформаторные подстанции рекомендуется применять в следующих случаях: при преобладании потребителей I категории и наличии потребителей особой группы; для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (компрессорных и насосных станций); для цехов с высокой удельной плотностью нагрузок (выше 0,5 - 0,7 кВА/м 2).

    При выборе количества и мощности цеховых трансформаторов учитывается потребляемая нагрузка цеха и удельная плотность нагрузки  н. При плотности нагрузки до  н = 0,15 кВА/м 2 целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 и 1600 кВА, при плотности 0,15 - 0,35 кВА/м 2 - мощностью 1600 кВА. При плотности более

    0,35 кВА/м 2 целесообразность применения трансформаторов мощностью 1600 или 2500 кВА обосновывается технико-экономическими расчетами по .

    Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов производится по удельной плотности  н нагрузки

     н = S р /F,

    где S р - расчетная нагрузка цеха (корпуса, отделения), кВА; F - площадь цеха (корпуса, отделения), м 2 .

    Выбор номинальной мощности трансформаторов рекомендуется производить по расчетной мощности нормального и аварийного режимов работы исходя из рациональной загрузки в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме. Номинальная мощность трансформаторов S н.т определяется по средней нагрузке Р с за максимально загруженную смену:

    S н.т = Р с /(N k з),

    где N - число трансформаторов; k з - коэффициент загрузки трансформатора.

    Оптимальная загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей электроэнергии, от числа трансформаторов и способа резервирования. Рекомендуется принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов : для цехов с преобладающей нагрузкой I категории для двухтрансформаторных ТП k з = 0,75 - 0,8; для цехов с преобладающей нагрузкой II категории для однотрансформаторных подстанций в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем напряжении k з = 0,8 - 0,9; для цехов с нагрузкой III категории k з = 0,95 - 1.

    При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.

    Оптимальное число трансформаторов и их мощность находят по минимуму приведенных затрат (тыс. руб):


    ,

    где N - число трансформаторов и коммутационных аппаратов;

    E н - коэффициент эффективности капитальных вложений (Е н =0,12);

    Е аi - норма амортизационных отчислений;

    К i - стоимость i-го трансформатора или коммутационного аппарата, тыс.руб;

    С о - стоимость одного кВт. ч электроэнергии;

    W a - годовые потери электроэнергии (кВт. ч) в одном трансформаторе;

    n – число трансформаторов.

    где?

    и? приведенные потери мощности холостого хода и короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

    Т о - число часов присоединения трансформатора к сети в течение года;

    Тр - годовое число часов работы трансформатора под нагрузкой;


    - коэффициент загрузки трансформатора.

    Приведенные активные потери холостого хода


    ,

    где

    .

    Приведенные активные потери короткого замыкания


    , кВт,

    где

    .

    Кпп - коэффициент повышения потерь активной мощности в связи с передачей реактивной мощности (см. табл.).

    Таблица *


    Характеристика трансформатора и системы электроснабжения

    к пп, кВт/квар

    Трансформаторы, питающиеся непосредственно от шин подстанции

    Сетевые трансформаторы, питающиеся от электростанций на генераторном напряжении

    Понижающие трансформаторы 110/35/10 кВ, питающиеся от районных сетей

    Понижающие трансформаторы 6 - 10/0,4 кВ, питающиеся от районных сетей

    Полученные величины приведенных активных потерь активной мощности? и? подставляют в выражение для?W a и далее определяют приведенные затраты З.

    В упрощенных расчетах допускается выбирать трансформаторы по приведенным потерям активной мощности в них:


    .

    Выбирают вариант с наименьшими

    .

    Зависят от коэффициента загрузки? и числа трансформаторов (см. рис.*).



    Рис.3.1. Зависимость приведенных потерь активной мощности в трансформаторах от их загрузки и числа

    Величина критического коэффициента загрузки? критич. , при котором необходимо перейти на работу двух трансформаторов определяется из выражения:


    ,

    откуда

    .
    3.5. Потери напряжения в трансформаторах и регулирование напряжения

    В трансфрматорах под действием нагрузки происходит потеря напряжения (см. табл. 3.1).

    Таблица 3.1

    Потери напряжения (%) в трансформаторах при номинальной нагрузке (?=1)


    Номинальная мощность

    трансформатора, кВА


    Коэффициент мощности (cos?)

    0,7

    0,8

    0,85

    0,9

    0,95

    1,0

    100

    4,27

    4,01

    3,81

    3,54

    3,02

    1,97

    160

    4,16

    3,85

    3,62

    3,32

    2,77

    1,66

    250

    4,07

    3,73

    3,50

    3,18

    2,61

    1,48

    400

    4,02

    3,67

    3,42

    3,10

    2,52

    1,38

    630

    4,67

    4,18

    3,85

    3,42

    2,66

    1,20

    1000

    4,68

    4,19

    3,86

    3,44

    2,67

    1,22

    1600

    4,62

    4,12

    3,78

    3,35

    2,58

    1,12

    При нагрузке трансформатора, отличающейся от номинальной, потеря напряжения определяется по формуле:

    U т % = ? (U а %cos? + ?U р %sin?)

    где U а % - активная составляющая потери напряжения в трансформаторе U а % = 100P кз / S н.т, %;

    U р % - реактивная составляющая потери напряжения в трансформаторе


    ,

    где U кз % - напряжение короткого замыкания, %; P кз - потери мощности короткого замыкания, кВт; S н.т - номинальная мощность трансформатора, кВА; ? - коэффициент загрузки трансформатора, ? = I р / I н.т.

    Пример 8.2 Для трансформатора ТМЗ-1000/10/0,4 определить потерю напряжения под действием нагрузки Рр = 575 кВт при cos = 0,9. Решение приводится в табл. 3.2.

    Таблица 3.2

    Определение располагаемой потери напряжения в сети

    низкого напряжения

    Расчетные величины

    и формулы


    Номер КТП

    КТП 2-я

    секция


    Расчетный ток нагрузки

    , А

    1097

    Номинальный ток трансформатора

    , А

    1443,4

    Коэффициент загрузки трансформатора? = I р / I н.т.

    0,76

    Параметры

    P кз, кВт

    10,8

    трансформа-

    S н.т, кВА

    1000

    тора

    U кз % , %

    5,5

    Потеря

    напряжения

    в трансформаторе


    U а % = 100P кз / S н.т, %;


    , %

     ?U т % = ? (U а %cos? + ?U р %sin?)


    1,08

    5,39
    3,0

    В условиях нормальной работы электроприемников отклонения напряжения на их клеммах от номинального значения допускаются в следующих пределах:

    5% …+10% - на зажимах электродвигателей и аппаратов;

    2,5% …+5% - на зажимах приборов рабочего освещения.

    Соответственно, допустимая (располагаемая) величина потери напряжения в электрической сети низкого напряжения составляет:

    для силовых сетей

    U с % = U 0 % - ?U т % - U мин.дв %;

    U с % = 105 - ?U т % - 95% = 10% - ?U т %.

    для осветительных сетей

    U с % = U 0 % - ?U т % - U мин.ламп %;

    U с % = 105 - ?U т % - 97,5% = 7,5% - ?U т %,

    где U 0 % - напряжение холостого хода или номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора в процентах; ?U т % - потеря напряжения в трансформаторе; U мин.дв % и U мин.ламп % - минимальные допустимые напряжения, соответственно на двигателях и на лампах.

    В связи с тем, что напряжение на клеммах силовых трансформаторов зависит от нагрузки, для поддержания требуемого напряжения в сети все силовые трансформаторы мощностью более 6300 кВА снабжают регуляторами напряжения. У всех трансформаторов меньшей мощности номинальное напряжение вторичных обмоток устанавливается на 5% выше номинального.