CC BY
24
УДК 621.314.222.6
ОБ ИЗМЕНЕНИИ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА С УВЕЛИЧЕНИЕМ ВРЕМЕНИ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
С.Н. Кургузова, Л.И. Кургузова
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Пайдаланудыц норматив/ni мерз1м1 emin квткен кушт1к т ра неф о рматорларды ц сипаттамалары келпир1лген.
Приведены характеристики силовых трансформаторов, нормативный срок эксплуатации которых истек.
Tfie author reports the parameters of power transformers, with their standard service life having expired.
Силовые трансформаторы, как известно, являются важными и ответственными элементами электрических станций, подстанций предприятий электрических сетей и промышленных предприятий, поскольку от качества их работы зависит бесперебойное электроснабжение потребителей. Необходимость в использовании силовых трансформаторов возникает в связи с передачей и распределением выработанной на электрических стациях электроэнергии многочисленным потребителям.
Характеристики силовых трансформаторов во многом предопределяют результаты деятельности энергетических предприятий [1], влияют, в частности, на величину потерь электрической энергии в силовых трансформаторах
Потери электроэнергии в магнитопроводе для каждого силового трансформатора, находящегося под напряжением и на балансе данной организации, рекомендуется [2] определять с учетом номинального значения потерь мощности холостого хода (XX) и фактического значения напряжения обмотки высокого напряжения (ВН) трансформатора по формуле
AWxx - АРхх кат • Т •
f TJ \2 иср
V U ном
(1)
№1, 2005 г.
65
номинальное значение потерь мощности XX в трансформаторе, определяемое по его паспортным (каталожным) данным. кВт;
фактическое число часов работы силового трансформатора в расчетном периоде, ч;
среднее значение фактического напряжения обмотки ВН трансформатора за расчетный период. кВ;
номинальное напряжение обмотки трансформатора. кВ.
Необходимость учета отклонения фактического значения напряжения, приложенного к первичной обмотке напряжения для данного трансформатора, от его номинального значения связана с тем. что амплитуда магнитного потока пропорциональна приложенному напряжению, а потери в магнитопроводе пропорциональны квадрату наибольшего значения индукции [ 1).
Рассчитанные с учетом приведенного выражения (1) потери электроэнергии в силовых трансформаторах являются одной из составляющих в структуре общих потерь электрической энергии в электрической сети. Их учет обязателен, поскольку потери в трансформаторах, по данным [3]. составляют около 30% суммарных потерь (около половины из них составляют потери в магнитопрово-дах силовых трансформаторов - потери XX).
Естественно, расчеты у словно-постоянных технических потерь электроэнергии (практически не зависящих [2] от нагру зки потерь энергии), выполненные по (1), оказывают определенное влияние на величину тарифа электрической энергии. Однако следу ет заметить, что при этом не у читывается фактор существенного изменения характеристик силовых трансформаторов, связанного с увеличением срока их слу жбы сверх нормативного.
Статистическая обработка имеющейся информации по энергосистемам и промышленным предприятиям показывает, что в настоящее время на электрических станциях, на подстанциях предприятий электрических сетей и промышленных предприятий эксплуатируется значительное число силовых трансформаторов, срок службы которых значительно превышает нормативный. В США, на конец 20-го века, число силовых трансформаторов, отработавших нормативный срок, составляло около 60% [4, 5] Аналогичная ситу ация наблюдается и на энергетических предприятиях России (по трансформаторам подстанций 110/220 кВ - до 40%). Казахстана и других стран СНГ.
Магнитопроводы силовых трансформаторов, находящихся под напряжением. вследствие имеющих место потерь мощности при персмагничивании и выделения потерь в проводниках обмоток, как известно [1], нагреваются. Повышение температуры сердечников силовых трансформаторов приводит к посте-
где АР хх, кат -Т
иср
и ном
пенным струтстурным изменениям электротехнической стали (процессам старения). в резу льтате которых происходит ухудшение их магнитных свойств [6] и, как следствие, увеличиваются активные потери XX.
Анализ имеющихся данных [7] по параметрам силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ, находящихся в эксплуатации более 25 лет, показывает тенденцию су щественного увеличения потерь XX (до 40-50% и более) с увеличением срока службы трансформатора сверх нормативного значения, определяемого по его паспортным (каталожным) данным. Следует заметить, что и по данным друтих источников, например [2]. в ряде практических случаев использования силовых трансформаторов, отработавших нормативный срок службы, различие между фактическими ^хх, факт и каталожными Л^хх, кат данными потерь мощности в магнитопроводах силовых трансформаторов может достигать даже двукратного значения.
Повышенные значения (по сравнению с каталожными данными ЛР хх, кат) фактических потерь '^хх, факт неизбежно вызывают у величение постоянной составляющей потерь электроэнергии в трансформаторах и в электрических сетях в целом.
С учетом этого обстоятельства, расчет потерь электроэнергии в магнито-проводе силового трансформатора, находящегося под напряжением, необходимо выполнять не только с учетом фактического значения напряжения обмотки ВЫ трансформатора [2], но и фактического значения потерь мощности ^ хх, факт в магнитопроводе, по формуле
( и™ \2
д\ухх = АР , Т-ХЛ хх, факт
ср
и ном
(2)
Учет фактического значения потерь мощности ^хх, факт в расчетном выражении (2), а не номинального (каталожного) значения потерь Д^хх, кат в выражении (1), как это рекомендуется [2], позволит получить более достоверный и обоснованный тариф на электрическую энергию.
ЛИТЕРАТУРА
1. Цирель Я.А., Поляков В С. Эксплуатация силовых трансформаторов на электростанциях и в электросетях. - Л : Энергоатомиздат. Ленигр. огд-ние, 1985. - 264 с.
2. В.Э. Воротницкий, М.А. Калинкина Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях: Учебно-методическое пособие. 2-е изд. - М: ИПК гос. службы Российской академии гос. службы при Президенте РФ, 2001.-63 с.
№1, 2005 г.
67
3. Электротехнический справочник. Т. 3. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии/Под обш. ред. профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др. - М Энергоатомиздат. 1984. - 656 с
4. Киреева Э. А К вопросу о старении силовых трансформаторов// Промышленная энергетика. 2004, № 2, с. 14-16.
5. Алексеев Б.А.. Мамиюнянц Л.Г.. Савваитов ДС. Основное электрооборудование электростанций и сете й/'/Эл ектри чес кие станции. - 2005. -№ 2. - С . 48-57.
6. Дру жинин В В. Магнитные свойства электротехнической стали. - 4-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1974. - 240 с.
7. Кургузова С И. О старении магнитных систем силовых трансформато-ров//Энергетика, экология, энергосбережение: Материалы I Международной научно-технической конференции, 2-4 июня 2005 г. - Усть-Каменогорск: Изд-во ВКГТУ 2005.-С. 177-178.
