Компьютерное моделирование динамических режимов работы силового трансформатора новой конструкции

Электроника, электрика / Электромонтаж / Строительство электростанций
Administrator
1 020
14-03-2017, 21:36
0

Силовые трансформаторы относятся к основному типу электрооборудования в энергосистеме. Одной из основных проблем при конструировании, проектировании и эксплуатации силовых трансформаторов является проблема снижения суммарных потерь электрической мощности и энергии (ПЭМЭ). При анализе суммарных потерь в силовых трансформаторах часто принимают допущение о том, что его эксплуатационные условия являются статичными при нормальном режиме. Однако такой подход не даёт необходимую достоверность данным, полученным в ходе анализа. Для более точной оценки необходимо учитывать динамические изменения параметров режима. Были рассчитаны технические характеристики силового распределительного трансформатора на напряжение 10(6) кВ. Выполнено компьютерное моделирование динамических режимов работы силового трансформатора. Результаты выполненных расчетов представлены сравнительными таблицами технических характеристик режимов силовых распределительных трансформаторов, а также в виде графиков, показывающих экономическую целесообразность использования предложенного метода анализа режимов трансформатора. Использование предложенного метода даёт возможность получить более точную и подробную информацию о режимах работы силового трансформатора, что позволяет сделать более объективную оценку использования инновационных конструкций силовых трансформаторов для снижения эксплуатационных затрат.

Применение в отечественных электрических сетях и системах электроснабжения (ЭССЭ) устаревших конструкций трансформаторной техники не соответствует уровню современной электротехники, что тормозит технический прогресс в электроэнергетике. Это отражается на исполнении положений об энергосбережении и энергоэффективности, как в потреблении, так и в процессах передачи и распределения электроэнергии.

Потери электроэнергии Д Ш в электроустановках ЭССЭ при передаче, распределении и потреблении электроэнергии - это неминуемые энергетические и экономические издержки на обеспечение физической сущности названных технологических процессов. Эти издержки,

в особенности связанные с выделением тепла, за исключением его полезного использования, наносят вред как самому электрооборудованию, так и окружающей среде. В настоящее время потери электроэнергии и мощности можно существенно снизить применением в конструкциях СТ следующих инновационных решений.

1. Использование эффекта сверхпроводимости (СП) низко- и высокотемпературной (НТСП, ВТСП) для существенного уменьшения потерь в обмотках СТ.

2. Использование новых эффективных способов формирования основного магнитного потока СТ с помощью аморфных ферромагнитных материалов (АФМ).

Для статического анализа использовались паспортные данные СТ 10 кВ. Анализ паспортных данных позволяет утверждать, что активные потери в стали в АМТ и АВТСП в 3,5-5, а реактивные - в 12-20 раз меньше, чем у основного состава отечественного парка ТСТ. Кроме очевидного снижения активных потерь в стали стоит отметить, что за счет уменьшения тока ХХ у инновационных трансформаторов также снизятся потери полной и, естественно, активной и реактивной мощности в питающих ЛЭП.

Потери реактивной мощности практически

не отличаются для всех видов СТ, хотя по абсолютной величине они значительно больше, чем дк, и поэтому их воздействие на потери в питающих линиях практически одинаково.

В целом, даже если оценивать результаты только статического анализа, можно утверждать о перспективе эффективного использования АМТ и АВТСП в будущем развития ЭССЭ с напряжениями до 10 кВ и мощностями до 2500 кВА. Более полную и практически исчерпывающую информацию для сравнения АМТ, АВТСП и ТСТ дает динамическая оценка с помощью компьютерных экспериментов и данных эксплуатации.

Для компьютерных экспериментов были использованы трансформаторы мощностью 160, 250, 400 и 630 МВА различного исполнения: ТСТ, АМТ, ВТСП и АВТСП. Результаты в виде графиков представлены на рисунке.

Далее был использован фрагмент сети 10 кВ, в котором смоделирована замена традиционных СТ на всех ТП с учетом реальных нагрузок на АМТ и АВТСП. Данные об этой замене по маркам и номинальным мощностям СТ приведены в таблице.

Из результатов проведенных экспериментов, представленных графиками на рисунке, видно, что эффективность инновационных трансформаторов значительно выше, чем эффективность трансформаторов с традиционным исполнением магнитопровода.

Таким образом, делаем вывод, что введение в эксплуатацию силовых распределительных трансформаторов с магнитопроводами из аморфных сплавов, высокотемпературных сверхпроводниковых трансформаторов и их комбинированной конструкции является одним из наиболее перспективных путей снижения технических потерь энергосистем.

1. Ток ХХ и нагрев сердечника у АМТ и АВТСП по сравнению с ТСТ ниже на 70 и 60 % соответственно. Также снижены потери полной и, разумеется, активной и реактивной мощности в питающих ЛЭП.

2. Трансформаторы с эффектом высокотемпературной сверхпроводимости имеют значительно меньшие нагрузочные потери по сравнению с трансформаторами традиционного исполнения и трансформаторами с аморфным магнитопроводом.

3. Активные потери в стали в АМТ и АВТСП в 3,5 - 5, а реактивные - в 12 - 20 раз меньше, чем у основного состава отечественного парка ТСТ.

Источник: не определен

Обсудить на форуме