Рассчитайте фактический коэффициент загрузки и потери электроэнергии в трансформаторной подстанции с параметрами

Наиболее экономичный режим работы трансформаторов соответствует нагрузке 60–70 % от номинальной мощности и характеризуется коэффициен- том загрузки:
kз.н =Sфактn·Sном, (1)
где Sфакт – фактическое значение полной мощности, проходящее через трансформатор в нормальном режиме;
Sном – номинальная мощность одного трансформатора подстанции;
n– количество трансформаторов в подстанции.
kз.н = 400002·63000 =0,317
Параметры трансформатора ТРДН -63000/110 в таблице 1
Таблица 1 – Параметры трансформатора ТРДН -63000/110
Параметр ∆Рхх, КВт ∆Рк, кВт Uкз, % Iхх, %
Значение 50 245 10,5 0,5
Коэффициент нагрузки значительное меньше рекомендуемого – трансформатора малозагружен, что является неэкономичным.
Потери активной электроэнергии в трансформаторе рассчитываются по формуле, кВт ∙ ч:
∆Эа =∆Р´хх ·Т0 +∆Р´кз ·К32·Тр (2)
Приведенные потери мощности холостого хода трансформатора, кВт:
∆Р´хх = ∆Рхх+кип∆Qхх, (3)
Приведенные потери мощности короткого замыкания, кВт:
∆Р´кз = ∆Ркз +кип∆Qкз, (4)
здесь Рхх – потери мощности холостого хода, в расчетах следует принимать
по каталогу равными потерям в стали;
Ркз – потери мощности короткого замыкания; в расчетах следует принимать равными по каталогу потерям мощности в металле обмоток трансформатора;
kип – коэффициент изменения потерь, зависящий от передачи реактивной мощности (для промышленных предприятий, когда величина его не задана энергосистемой, следует принимать в среднем равным 0,07), кВт/кВАр;
Т0 – полное число часов присоединения трансформатора к сети;
Тр – число часов работы трансформатора под нагрузкой за учетный период при работе в две смены Тр = 5400 ч.
Постоянная составляющая потерь реактивной мощности холостого хода трансформатора, кВАр:
∆Qхх =SномUкз100, ∆Qкз =SномIxx100, (5)
где Sном– номинальная мощность трансформатора, кВА;
Uкз– напряжение короткого замыкания, %;
Ixx – ток холостого хода, % .
Проводим расчет по выражениям (2) – (5):
Из (5) ∆Qхх =63000 ·10,5100 = 6615 кВАр
Из (3) ∆Р´хх = 50+0,07· 6615 = 513кВт
Из (5) ∆Qкз = 63000 ·0,5100 = 315кВАр
Из (4) ∆Р´кз = 245 +0,07·315 = 267кВт
Реактивная мощность, потребляемая трансформатором при полной на- грузке, кВАр:
∆Qт =∆Qкз +∆Qхх ·кз = (Iхх100 +Uкз ·kз2100) Sном ·n, (6)
∆Qт = 315 +0,31·6615 =2365,65 кВАр
Потери реактивной электроэнергии за учетный период, кВт ∙ ч в год:
∆Эр = SномIххT0100 +SномUкзkз2·TР100, (7)
Из (2) ∆Эа =513·5400+267 ·0,312·5400 = 2908757 кВтч
∆Эр = 63000 · 0,5·5400100 +63000·10,5·0,3125400100 = 5133788,1 кВтч
Потери полной электроэнергии за учетный период, кВт ∙ ч в год:
∆Эп =∆Эа2+∆Эр2, (8)
∆Эп = 29087572+51337882 = 5900563,3 кВтч
Проводим аналогичный расчет для трансформатора меньшей мощности:
kз.н = 400002·40000 =0,5
Параметры трансформатора ТРДН -40000/110 в таблице 2.
Таблица 2 – Параметры трансформатора ТРДН -40000/110
Параметр ∆Рхх, КВт ∆Рк, кВт Uкз, % Iхх, %
Значение 34 170 10,5 0,5
Из (5) ∆Qхх =40000 ·10,5100 = 4200кВАр
Из (3) ∆Р´хх = 34+0,07· 4200 = 328кВт
Из (5) ∆Qкз = 40000 ·0,5100 = 200кВАр
Из (4) ∆Р´кз = 170 +0,07·328 =193 кВт
Из (2) ∆Эа2 =328·5400+193 ·0,312·5400 =1871355 кВтч
Из (6) ∆Qт =200 +4200· 0,5=2300 кВАр
∆Эр2 = 40000 · 0,5·5400100 +40000·10,5·0,3125400100 = 3259548 кВтч
∆Эп2 = 18713552+32595482 = 3758540 кВтч
Экономический эффект при замене трансформатора большей мощности на трансформатор меньшей мощности за счет уменьшения потерь, руб