Потери мощности в трансформаторах

При наличии в сети трансформаторов потери активной D Р _тр и реактивной D Q _тр мощностей содержат две составляющие, зависящие и не зависящие от его загрузки:

(4.13)

, квар, (4.14)

где D Р _х.х. – потери мощности холостого хода, кВт;

D Р _к.з. – потери мощности в обмотках при их полной загрузке (потери к.з.), кВт;

i _{х . х}%– ток холостого хода, %;

u _к.з. % – напряжение короткого замыкания, %;

К _з = S/S _ном – коэффициент загрузки трансформатора;

S – мощность нагрузки, кВ·А;

S _ном– номинальная мощность трансформатора, кВ∙А.

Значения D Р _х.х., D Р _к.з., i _{х . х.}%, u _к.з.%даются в каталогах соответствующих трансформаторов. В прил..5 приведены характеристики некоторых типов трехфазных двухобмоточных трансформаторов.

Потеря электроэнергии в линии зависит от изменения нагрузки элемента сети во времени и в общем случае определяется по формуле

. (4.15)

Изменение нагрузки потребителей в течение времени обычно характеризуют графиками электрических нагрузок, которые представляют собой плавные или ступенчатые кривые, построенные в прямоугольных осях координат, причем по оси ординат

откладываются мощности нагрузки, а по оси абсцисс - время, в течение которого рассматривается ее изменение.

При проектировании и расчетах пользуются типовыми суточными графиками активных нагрузок за зимние и летние сутки (рис. 4.5), которые строят на основе эксплуатационных измерений мощности в течение достаточно большого времени. На графиках изменение мощности выражено в процентах от максимальной мощности Р _mах за зимние сутки.

Точно так же могут быть построены и графики реактивных нагрузок. Строго говоря, изменение реактивной мощности не совпадает с изменением активной мощности. Но в упрощенных расчетах допускается принимать очертания графиков активных и реактивных нагрузок одинаковыми, т.е. считать постоянным значение коэффициента мощности при всех нагрузках.

При эксплуатации построение графиков нагрузки осуществляется достаточно просто и может производиться по счетчикам активной и реактивной мощности. В нормативных документах предписывается устанавливать такие счетчики для организации коммерческого или технического учета, в частности на потребительских ТП. По счетчикам определяется средняя мощность за интервал времени между съемами показаний. Удобно производить определение показаний счетчиков за интервал 1 ч. Чем меньше интервал времени между съемами показаний, тем точнее получаемый результат.

Графики для отмеченных характерных периодов и число суток, которые могут быть отнесены к тому или иному периоду, позволяют получить годовые графики нагрузки. Одной из форм таких графиков, широко используемых при проектировании и в практике эксплуатации электрических сетей, являются так называемые годовые графики по продолжительности нагрузки. Такой график (рис. 4.6) представляет собой диаграмму постепенно убывающих значений мощности, каждому из которых соответствует время, в течение которого данная мощность потребляется в течение года.

По оси ординат этого графика откладываются мощности за летние или зимние сутки, а по оси абсцисс – общая продолжительность работы с такой нагрузкой. Площадь годового по продолжительности графика активной нагрузки дает в некотором масштабе количество электроэнергии W _a, полученное потребителем в течение года, т.е. за T _год = 8760 ч.

Такое же количество энергии может быть получено и при работе только с максимальной мощностью за время T _м:

W _a = P _м ·Т _м.

Отсюда получаем

(4.16)

Это время называется временем использования максимальной нагрузки. Это условное время, в течение которого потребитель, работая с постоянной максимальной нагрузкой, получил бы из сети то же количество энергии, что и при работе по действительному графику.

Время T _мзависит от конкретных условий работы каждого потребителя. Для наиболее характерных групп потребителей время использования максимальной мощности хорошо изучено и его средние значения приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1