Исследование эксплуатационных режимов в автотрансформаторе на районной подстанции А-20

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование эксплуатационных режимов в автотрансформаторе на районной подстанции А-20

Ермаков В.Ф.

Власов М.В.

Аннотация

автотрансформатор тепловой кабель

В статье выполнено исследование переходных тепловых процессов автотрансформатора АТДЦТН-125/220/110 в процессе его эксплуатации при известном суточном графике нагрузки.

Ключевые слова: автотрансформатор, максимальная температура, наиболее нагретая точка обмотки, загрузка автотрансформатора.

Актуальность темы статьи обусловлена значительными погрешностями используемых в настоящее время методов определения расчетной мощности нагрузки [1 - 11], разнообразием конструкций силовых трансформаторов [12, 13], а также протекающих в них тепловых процессов [14, 15].

Расчетная математическая модель, позволяющая исследовать тепловые процессы в кабеле, разработана профессором Брагиным С.М. [15], она описывается дифференциальным уравнением нагрева первого порядка. В [16] эта модель адаптирована для выбора номинальной мощности любого силового оборудования. Используем эту модель для исследования тепловых процессов в обмотке трансформатора (возможность такого применения проверена экспериментально [17])

где - температура наиболее нагретой точки обмотки трансформатора;

ном Г номинальная длительно допустимая температура изоляции;

окр С температура окружающей среды;

- постоянная времени нагрева обмотки;

It - ток нагрузки в момент времени Г;

I ом - номинальный ток трансформатора.

В качестве исходных данных в настоящей статье использован суточный график нагрузки микрорайона г. Азов Ростовской области. Потребители микрорайона получают питание от районной подстанции А-20, на которой установлены 2 автотрансформатора АТДЦТН-125/220/110. Потребителями микрорайона являются население г. Азов, элеватор и металлургический завод АОМЗ.

Ниже приведены суточные графики активной P(t) и реактивной Q(t) мощности, заданные с почасовой точностью.

Рис. 1. Суточный график изменения активной мощности Рt первой секции

Рис. 2. Суточный график изменения реактивной мощности Qt первой секции

На районной подстанции в качестве источников реактивной мощности установлены батареи статических конденсаторов (БСК), управляемые автоматическим регулятором (см., например, [18]). В связи с малостью ординат суточного графика изменения реактивной мощности Q(t) энергорайона этот график в дальнейших расчетах не учитывается, поскольку учет графика Q(t) мало влияет на протекание тепловых процессов в автотрансформаторах.

При существующем графике нагрузки (см. рис. 1) процесс изменения температуры наиболее нагретой точки обмотки автотрансформатора мощностью 125 МВА имеет вид, изображенный на рис. 3.

Учитывая, что номинальная длительно допустимая температура наиболее нагретой точки обмотки трансформатора, согласно ГОСТ 14209-97 [18], составляет обм ном = 98 ^оС, можно считать успешной проверку автотрансформаторов мощностью 125 МВА, выбранных для питания населения г. Азов, элеватора и металлургического завода АОМЗ. обм, С

Рис. 3. Суточный график изменения температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора _обм номинальной мощности 125 МВА при температуре окружающей среды окр = 20°С; обм.макс =96,65^оС

Процесс изменения температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора обм (см. рис. 3) получен путем решения дифференциального уравнения (1), постоянная времени нагрева обмотки автотрансформатора равна т = 3,75 часа; она была определена методом интерполяции по данным [16] для трансформатора мощностью 63 МВА т = 3,5 часа и автотрансформатора мощностью 250 МВА т = 4,8 часа.

Вывод: Расчет переходного процесса температуры наиболее нагретой точки обмотки автотрансформатора АТДЦТН-125/220/110 подтвердил правильность выбора его мощности на стадии проектирования.

Список использованной литературы

1. Электрические нагрузки промышленных предприятий /С.Д. Волобринский, Г.М. Каялов, П.Н. Клейн и др. - Л.: Энергия, 1971. - 264 с.

2. Волобринский С.Д. Электрические нагрузки и балансы промышленных предприятий. - Л.: Энергия, 1976. - 128 с.

3. Расчет электрических нагрузок промышленных предприятий и задачи его осуществления //Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок. - 1978. - № 3. - С. 13-18.

4. Фокин Ю.А. Вероятностно-статистические методы в расчетах систем электроснабжения. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 240 с.

5. Шидловский А.К., Вагин Г.Я., Куренный Э.Г. Расчеты электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 224 с.

6. Кудрин Б.И. О комплексном методе расчета электрических нагрузок //Изв. вузов. Электромеханика. - 1981. - № 2. - С. 209 - 210.

7. Дроздов В.А., Фридман С.А. О точности расчетов электрических нагрузок промышленных предприятий //Промышленная энергетика. - 1978.- № 2. - С. 29-32.

8. Кудрин Б.И., Лосев Э.А. О необходимой точности методов расчета электрических нагрузок и оценки надежности систем электроснабжения промышленных предприятий //Изв. вузов. Электромеханика. - 1981. - № 12. - С. 1448-1451.

9. Вагин Г.Я. О причинах завышения расчетных нагрузок по нагреву //Промышленная энергетика. - 1980. - № 3. - С. 28-29.

10. Ермаков В.Ф. Анализ составляющих погрешности определения расчетной электрической нагрузки /Электрические нагрузки и электропотребление в новых условиях хозяйствования: Материалы семинара. - М.: МДНТП, 1989. - С. 93-96.

11. Ермаков В.Ф. Исследование процессов в электрических сетях: методы, средства, детерминированные и вероятностные модели. - Ростов н/Д: Изд-во Ростовского ун-та, 2003. - 288 с.

12. Силовые трансформаторы: Справочная книга /Под ред. С.Д. Лизунова, А.Е. Лоханина. - М.: Энергоиздат, 2004.

13. Киш Л. Нагрев и охлаждение трансформаторов /Пер. с венг. Под ред. Г.Е. Тарле. - М.: Энергия, 1980. - 208 с.

14. Быстрицкий Г.Ф., Кудрин Б.И. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов: Учеб. пособие для вузов. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 176 с.

15. Брагин С.М. Электрический и тепловой расчет кабеля. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960. - 328 с.

16. Ермаков В.Ф., Зайцева И.В. Выбор электрооборудования по нагреву. - Ростов н/Д: ЗАО «Книга», 2018. - 176 с.

17. Ермаков В.Ф., Балыкин Е.С., Еволенко Н.А. и др. Опытное определение постоянной времени нагрева электрооборудования // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2012. - № 1. - С. 66-68.

18. Красник В.В. Автоматические устройства для компенсации реактивной мощности в электросетях предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 328 с.

19. ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91) Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов. - Минск: Межгосуд. Совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1997. - 80 с.

Размещено на Allbest.ru