2 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ НАГРУЗОК ТРАНСФОРМАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦИИ 110/35/10 кВ «БУДА-КОШЕЛЁВО»
2.1 Постановка задачи
Целью исследования является определение максимальной нагрузки электрической подстанции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво» по показаниям счётчиков активной и реактивной энергии, построение графиков нагрузки трансформаторов в характерные дни (летний и зимний). Анализ полученных данных позволит сделать вывод о загрузке силовых трансформаторов, то есть если коэффициент загрузки окажется не высоким (kз£0,5), то возникнет необходимость замены на трансформаторы меньшей мощности.
Таким образом, необходимо рассчитать следующие параметры: активная, реактивная и полная мощность (P, Q, S); действующие значения тока и напряжения (I, U); коэффициент мощности (cosφ); коэффициенты загрузки силовых трансформаторов (kз).
Для получения более точных и наглядных результатов исследованию подлежат режимы нагрузок электрической подстанции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво» за два последних года (2002-2003 гг.).
2.2 Методика проведения исследования характерных
режимов силовых трансформаторов
Исходными данными являются результаты контрольных замеров в характерные летние (19 июня 2002 г. и 18 июня 2003 г.) и зимние дни (18 декабря 2002 г. и 17 декабря 2003 г.) на вводах напряжением 10 и 35 кВ трансформатора Т1 и на вводе напряжением10 кВ трансформатора Т2. В табл. П.1.1…П.1.4 представлены показания активных и реактивных счётчиков, амперметров и вольтметров по соответствующим вводам.
По показаниям счётчиков определяем активную и реактивную энергию в относительных единицах за время ∆t:
; (2.1)
, (2.2)
где 
,
, 
,
– показания счётчиков активной и
реактивной энергии в моменты времени t и (t-1)
соответственно.
Активная и реактивная энергия в именованных единицах за время ∆t определяется по выражению:
; (2.3)
, (2.4)
где kI – коэффициент трансформации трансформатора тока, на вводе 35 кВ равный 200/5, на вводе 10 кВ – 600/5;
kU – коэффициент трансформации трансформатора напряжения, на вводе 35 кВ равный 35000/100, на вводе 10 кВ – 10000/100;
Часовые максимумы активной, реактивной и полной мощностей рассчитываются по формулам:
; (2.5)
; (2.6)
. (2.7)
Коэффициенты загрузки трансформаторов определяются по выражению:
, (2.8)
где Sн.т – номинальная мощность силового трансформатора, кВ·А. Трансформатор Т1 мощностью 20000 кВ·А, Т2 – 10000 кВ·А.
Величина коэффициента мощности находится по формуле:
. (2.9)
С другой стороны значение полной мощности можно определить по показаниям измерительных приборов – амперметра и вольтметра – по выражению:
, (2.10)
где I – ток, определяемый по показаниям амперметра, А;
Uф – фазное напряжение, определяемое по показаниям вольтметра, кВ.
Для определения всех показателей по вводу 110 кВ трансформатора Т1 значения активной и реактивной мощностей суммируются в соответствующие моменты времени, а затем определяются полная мощность, коэффициент мощности и коэффициент загрузки.
В качестве примера рассчитаем все необходимые показатели для характерного зимнего дня (17 декабря 2003 г.) в промежутке времени с 1100 до 1200 по вводу 10 кВ трансформатора Т2.
По результатам контрольных замеров имеем, что в 1100 показания активного и реактивного счётчика равнялись 8439,7 кВт·ч и 5093,1 квар соответственно, а в 1200 – 8439,9 кВт·ч и 5093,2 квар; показания амперметра и вольтметра в 1100 – 150,6 А и 10,6 кВ, в 1200 – 149,9 А и 10,5 кВ.
Согласно формулам (2.1), (2.2) определяем активную и реактивную энергию в относительных единицах за время Δt=1200-1100=1 ч:
кВт·ч;
квар·ч.
В именованных единицах активная и реактивная энергия определяются по формулам (2.3) и (2.4):
кВт·ч;
квар·ч.
Определяем часовые максимумы нагрузки согласно формулам (2.5)…(2.7):
кВт;
квар;
кВ·А.
По формулам (2.8), (2.9) находим коэффициент загрузки и коэффициент мощности трансформатора:
;
.
Для сравнения определим по формуле (2.10) полную мощность по показаниям амперметра и вольтметра:
кВ·А.
Разница между значениями полной мощности объясняется погрешностью приборов и не точным снятием данных персоналом.
Расчёты показателей по вводам трансформаторов Т1 и Т2 за 2002-2003 гг. аналогичны и представлены в табл. П.1.5…П.1.12. Для более наглядного представления об изменении рассчитанных параметров в течение суток на рис. П.1.1…П.1.24 показаны зависимости для ввода 110 кВ трансформатора Т1 и ввода 10 кВ трансформатора Т2: Р=f(t), Q=f(t), S=f(t), kз=f(t), cosφ=f(t), I=f(t), U=f(t).
Все рассчитанные зависимости за 17 декабря 2003 г. трансформатора Т2 показаны на рис. 2.1…2.3.
ВЫВОД. На основании показаний, снятых со счётчиков активной и реактивной энергии, были рассчитаны следующие показатели: активная, реактивная и полная мощность (P, Q, S); коэффициент мощности (cosφ); коэффициенты загрузки силовых трансформаторов (kз). Для проверки на основании показаний измерительных приборов (амперметра и вольтметра) была рассчитана полная мощность S. Разница в полученных значениях объясняется погрешностью приборов и не точным снятием данных персоналом.
Анализ графиков показывает, что в летний период времени максимальная мощность, протекающая через трансформатор, меньше, чем в зимний период. Это видно на примере 2003 г. В характерный летний день через трансформатор Т1 протекает максимальная мощность Sм=4770,7 кВ·А, через трансформатор Т2 - Sм=2683,3 кВ·А; в характерный зимний день через трансформатор Т1 - Sм=6908 кВ·А, через трансформатор Т2 - Sм=3794,7 кВ·А.
Отметим, что в летние дни коэффициент мощности трансформаторов более устойчивый и колеблется в пределах от 0,7 до 1.
Одним из главных показателей работы трансформаторов является их коэффициент загрузки. Из графиков видно, что в зимний период времени загрузка трансформаторов выше, что связано с включением дополнительной нагрузки (освещение, отопление и т.д.). Но в целом за год коэффициент загрузки обоих трансформаторов не превышает 0,3…0,4.
Таким образом, учитывая истекший срок амортизации трансформатора Т1 и низкий коэффициент загрузки, принято решение заменить его трансформатором меньшей мощности – 16000 кВ·А.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.