Выбор мощности силовых трансформаторов для подстанций напряжением 10(6)/0,4 кВ с учетом влияния нелинейной нагрузки
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-1-65-74Ключевые слова:
силовые трансформаторы, нелинейная нагрузка, выбор номинальной мощности, коэффициент допустимой нагрузкиАннотация
Рассмотрены факторы, влияющие на выбор мощности силовых трансформаторов для подстанций напряжением 10(6)/0,4 кВ. Приведен обзор методов, позволяющих оценить допустимый уровень загрузки силовых трансформаторов при несинусоидальном характере тока нагрузки. Сформулированы рекомендации по выбору расчетного коэффициента загрузки силовых трансформаторов в зависимости от конструкции трансформатора, эксплуатационных характеристик, принятого режима резервирования и доли ответственных потребителей электрической энергии. Предложен алгоритм выбора мощности силовых трансформаторов с учетом влияния несинусоидальных токов нагрузки, предполагающий использование коэффициента снижения допустимой нагрузки. Получены зависимости коэффициента снижения допустимой нагрузки от доли полной мощности нелинейных потребителей при различном гармоническом составе тока нагрузки. Установлено, что для рассматриваемых гармонических составов тока нагрузки при изменении доли полной мощности нелинейной нагрузки от 0 до 100 % значения коэффициента снижения допустимой нагрузки изменяются в пределах 1,0…0,712. Проанализированы результаты выбора номинальной мощности силовых трансформаторов по предложенному алгоритму при различных режимах резервирования (различных значениях расчетного коэффициента загрузки). Выбор мощности силовых трансформаторов производился для трех типовых объектов, характеризуемых различным гармоническим составом тока нагрузки, при изменении доли полной мощности нелинейных потребителей от 0 до 100 %. Установлено, что для обеспечения нормативного срока службы силовых трансформаторов в рассматриваемых случаях их номинальная мощность должна быть увеличена на 25…60 %.
Выбор мощности силовых трансформаторов с учетом влияния нелинейной нагрузки целесообразно осуществлять с использованием сведений о гармоническом составе тока нагрузки. Для этого на стадии расчета электрических нагрузок требуется определение расчетной полной мощности электроприемников, имеющих нелинейную вольт-амперную характеристику, и гармонического состава тока нагрузки.
Предложенный алгоритм выбора мощности силовых трансформаторов может быть использован в составе методики расчета электрических нагрузок и выбора силового электрооборудования при проектировании трансформаторных подстанций для промышленных объектов, инфраструктурных объектов, жилых и общественных зданий.Библиографические ссылки
Янченко С. А., Цырук С. А., Куликов А. И. Анализ методов разгрузки трансформаторов в сетях с высоким уровнем несинусоидальности тока // Промышленная энергетика. 2017. № 7. С. 44–53.
Fuchs E.F., Lin D., Martynaitis J. [Measurement of three-phase transformer derating and reactive power demand under nonlinear loading conditions]. IEEE Transactions Power Del., 2006, vol. 21, no. 2.
Kelley A.W., Edwards S.W., Rhode J.P., Baran M.E. [Transformer derating for harmonic currents: a wide-band measurement approach for energized trans-formers]. IEEE Transactions on Industry Applications, 1999, vol. 35, no.6.
Барсуков В. К., Гизатуллина О. Л., Новоселов М. Л. Анализ параметров работы низковольтной трехфазной электрической сети // Промышленная энергетика. 2018. № 9. С. 17–24.
Ермаков В. Ф., Зайцева И. В. Выбор электро-оборудования по нагреву : монография. Ростов-на-Дону : Книга, 2018. 176 с.
Киреева Э. А. Особенности эксплуатации силовых трансформаторов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2016. № 2. С. 16–21.
Киреева Э. А. Особенности эксплуатации силовых трансформаторов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2017. № 5-6. С. 76–81.
Савинцев Ю. М., Микрюков А. П. Сравнительный анализ технико-экономических показателей сухих силовых трансформаторов с воздушно-барьерной и литой изоляцией // Новое в российской электроэнергетике. 2014. № 6. С. 38–44.
Протацкая А. А., Вагапов А. Р., Искандеров Р. О. Сравнение сухих и масляных трансформаторов // Наука среди нас. 2018. № 1 (5). С. 114–118.
Фурсанов М. И., Дуль И. И. Выбор номинальной мощности силовых трансформаторов // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика. 2015. № 2. С. 11–20.
Fokeev A.E, Sibgatullin B.I., Yossef I.A. [Methods of electrical loads calculation and selection of electrical power equipment]. International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems - 2019 (Ufa, 22-25 October, 2019).
