CC BY
19
УДК 621.314.222 6
О ВЛИЯНИИ СРОКА СЛУЖБЫ ТРАНСФОРМАТОРА НА ПОКАЗАТЕЛИ ЕГО ЭКОНОМИЧНОЙ РАБОТЫ
С.Н. Кургузова, Н.Н. Кургузов
Павлодарский государственный университет | им. С. Торайгырова
Трансформатордыц к,ызмет ету мерз1мЫщ оныц экономикалык, | жумысы KepcemKiuirnepiHe ыкралыньщ талдауы келт1[ялген.
Проведен анализ влияния срока службы трансформатора на | показатели его экономичной работы.
lhe author conducts the analysis of a transformer ser\'ice life period on the parameters of its economical work.
Как известно [I], нормативные значения тока и потерь холостого хода (XX), напряжения и потерь короткого замыкания (КЗ) устанавливаются государственными стандартами на отдельные категории силовых трансформаторов и допусками значений указанных дисциплин, поскольку они определяют выбор экономически оправданного варианта электроснабжения электроустановки. Не менее важными являются [2] показатели экономичности работы трансформаторов
Коэффициент полезного действия (КПД) силового трансформатора определяется [2.3] как отношение полезной мощности Р2 > отдаваемой трансформатором в сеть нагрузки, к мощности Р^. потребляемой им из первичной сети:
Силовой трансформатор, находящийся в режиме холостого хода (XX). т.е. включенный под напряжение (но не несущий нагрузки), не совершая полезной работы (Р9 = 0). потребляет [ 1 ] из электрической сети активну ю и реактивную мощность. Активная мощность затрачивается на покрытие потерь (потери XX для трансформаторов мощностью более 100 ВА практически определяют-
№1, 2005 г.
61
ся потерями в стали на перемагничивание). Потребление трансформатором реактивной мощности вызывает возрастание потоков мощности в питающей трансформатор сети и приводит к увеличению потерь активной энергии в этой сети. Численное значение этой мощности (намагничивающей мощности [I]) пропорционально значению тока XX.
Во время работы силового трансформатора под нагрузкой его общие потери определяются в основном потерями в стали АР^ и потерями на нагрев токо-ведущих частей (нагрузочными потерями) АРНГ •
Без учета мощности, затрачиваемой на работу устройства охлаждения, КПД силового трансформатора [2,3]:
где АР^ - потери мощности XX в трансформаторе, кВт;
АРнг - нагрузочные потери мощности в трансформаторе. кВт;
При номинальных нагрузках трансформаторов их КПД обычно находится [ 11 в пределах 97.2-99,6%, возрастая с увеличением мощности трансформатора (учет мощности, расходуемой на охлаждение трансформатора, снижает значение КПД не более чем на 0,1%). Несмотря на приведенные выше достаточно высокие значения КПД, следует заметить, что рассчитаны они с использованием паспортных (каталожных) значений АР^ и не учитывают тенденции возрастания потерь XX по мере увеличения срока службы трансформатора [4.5].
Статистическая обработка имеющейся информации по силовым трансформаторам. эксплуатирующимся в энергосистемах и на промышленных предприятиях, показывает, что в настоящее время на электрических станциях, на подстанциях предприятий электрических сетей и промышленных предприятий эксплу атируется значительное число силовых трансформаторов со сроком службы более 25 лет.
По данным [6]. на начало 2005 г. около 30 % трансформаторного оборудования в энергосистемах России перешло за срок службы 25 лет. Значительное увеличение количества морально и физически устаревшего электрического оборудования. находящегося в эксплуатации, характерно не только для трансформаторного обору дования энергосистем, но и для оборудования промышленных предприятий. Аналогичная ситу ация наблюдается в Казахстане и в дру гих странах СНГ.
Анатиз имеющихся данных [7] по параметрам силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ, находящихся в эксплуатации более 25 лет, показывает тенденцию существенного увеличения (до 40-50% и более) потерь АРХХ с увеличением
П =
Р2+АРХХ+АРНГ'
XX
нг
срока сл\жбы трансформатора сверх нормативного значения. В то же время, по данным [8], в ряде практических случаев использования силовых трансформаторов. отработавших нормативный срок службы, различие между фактическими и каталожными данными потерь мощности в магнитопроводах силовых трансформаторов может достигать даже двукратного значения. Определенная тенденция характерна и для тока XX. а. следовательно, и для намагничивающей мощности силового трансформатора
Увеличение потерь ЛРХХ силового трансформатора приводит к возрастанию расхода электроэнергии на охлаждение трансформатора. С учетом этого, а также фактического значения потерь мощности XX, показатели экономичности работы силового трансформатора оказываются ниже, чем приведенные в [1].
Соответствующее влияние потери мощности и ток XX в силовом трансформаторе оказывают на значение потерь активной мощности и энергии в питающей сети и. следовательно, на величины оптимальных загрузок одиночно работающих трансформаторов и на экономическое распределение нагрузок между параллельно работающими трансформаторами.
Несмотря на кажущееся малое значение величин потерь мощности и тока XX в силовом трансформаторе, абсолютные потери мощности и электроэнергии в масштабах страны получаются очень большими. По данным [9], только в 1975 г. потери в магнитопроводах силовых трансформаторов в масштабе страны составили примерно 3,3% электроэнергии, выработанной всеми электростанциями СССР. Эти потери практически равны годовой выработке трех гидроэлектростанций, как Красноярская ГЭС (установленная мощность 6000 МВт), или семи таких крупных тепловых электростанций, как Аксуская ТЭС (установленная мощность 2400 МВт).
ЛИТЕРАТУРА
1. Цирель Я.А.. Поляков В С. Эксплуатация силовых трансформаторов на электростанциях и в электросетях. - Л.: Энергоатомиздат. Ленигр. отд-ние, 1985. - 264 с.
2. Калантаров П Л., Нейман Л.Р Теоретические основы электротехники. -М.-Л. Госэнсргоиздат, 1951. - 463 с.
3. Аншин В.Ш., Худяков З.И. Сборка трансформаторов и их магнитных систем. - М.: Высш. шк.. 1985. - 272 с.
4. Могузов В Ф Обслуживание силовых трансформаторов. - М.: Энерго-атомиздат, 1991. - 192 с.
5. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. - 4-е изд., псрераб. - М.: Энергия, 1974. - 240 с.
№1, 2005 г
63
6. Алексеев Б.А., Мамиконянц Л.Г., Савваитов Д С. Основное электрооборудование электростанций и сетей//Электрические станции. - 2005. - № 2. - С . 48-57.
7. К\ргузова CH. К вопросу о старении магнитных систем силовых транс-форматоров//Вестник 11! У им. С Торайгырова. Серия энергетическая. - 2005. -№ 1.-С, 117-120.
8. Киреева Э А. К вопросу о старении силовых трансформаторов// Промышленная энергетика. 2004. № 2, с. 14-16.
9. Электрическая часть электростанций: Учебник для вузов/Под ред. C.B. Усова. - Л.: Энергоатомиздат. Ленигр. отд-ние, 1987. - 616 с.
