Актуальные проблемы энергетики. СНТК 65 218 УДК 621.314 Методика выбора трансформатора Цыган Н.В., Минин Е.М. Научный руководитель- Гончар А.А., к. т. н., доцент Проводимые в последнее время обследования загрузки трансформаторов, находящихся в эксплуатации на промышленных предприятиях и в электрических сетях энергосистем, показывают, что их средние суточные коэффициенты загрузки значительно меньше единицы. Такая ситуация сложилась по многим причинам: спадом производства в некоторых областях промышленности, несовершенством метода определения расчетных нагрузок, большим коэффициентом нарастания смежных номинальных мощностей трансформаторов и т.д. Если рассматривать два силовых трансформатора одинаковой номинальной мощности, напряжением и т. д., но с разными паспортными данными потерь мощности холостого хода- Pхх и короткого замыкания- Pкз имеется такая зона по загрузке в которой по меньшему значению суммарных потерь мощности выгодно использовать один из них. Как известно, текущие значения суммарных потерь активной мощности в каждом трансформаторе в зависимости от коэффициента загрузки- kз имеет вид:   ххкзз PPkP 2 , Предположим, перед проектировщиком по электроснабжению после определения расчетных нагрузок возникает вопрос о выборе к установке силового трансформатора. В его распоряжении оказался набор однотипных трансформаторов с разными значениями Pхх и Pкз. Какой из них рекомендовать к установке? С этой целью рассматриваются все возможные соотношения Pхх и Pкз пар трансформаторов. Однако, при окончательном выборе трансформаторов по меньшим значениям потерь мощности в них должна учитываться предполагаемая их загрузка во время эксплуатации. Для учета kз рассмотрим ―пограничный‖ коэффициент загрузки. Он определяется из выражения: 21 12 кзкз хххх зо PP PP k    , Для лучшего восприятия вышесказанного оценим в качестве примера целесообразность использования трансформаторов по меньшим значениям суммарных потерь мощности. Для этой цели воспользуемся данными 4-х трансформаторов номинальной мощности 630нS кВА каждый, имеющих разные соотношения между Pхх и Pкз. Данные трансформаторов приведены в табл.1. Таблица 1- Данные трансформаторов ТМГ ТМГ11 ТМГ13 ТМГМШ I II III IV Pхх кВт 1.24 1.06 1.24 0.94 Pкз кВт 7.60 7.45 8.60 7.60 K USD 9230 9190 8730 10310 Рассматривая все возможные сочетания пар трансформаторов по потерям мощности Pхх и Pкз можно сделать следующие наблюдения и выводы: из всех Актуальные проблемы энергетики. СНТК 65 219 представленных трансформаторов у трансформатора ТМГМШ наименьшие потери мощности холостого хода Pхх. Однако суммарные потери мощности пары трансформаторов II-IV можно считать конкурентоспособными в соответствующих диапазонах нагрузок. Таким образом, при наличии большого числа трансформаторов конкурентоспособными необходимо признать пары трансформаторов с меньшими значениями Pхх и P . Исходя из изложенного, окончательный выбор типа трансформатора должен быть сделан на основании технико-экономического сравнения вариантов. С этой целью воспользуемся методом приведенных затрат. Приведенные затраты при эксплуатации трансформаторов в течении года могут быть представлены в следующем виде: ,)( , , 2 2 СkPTPКЕПЗ kPTPЭ CЭКЕПЗ зкзгххн зpгххm mн      где Ен – коэффициент, учитывающий капвложения, принимаем Ен=0,12; mЭ - годовые потери электроэнергии в трансформаторе; С- тарифная ставка, принимаем С=0,095; τ- годовое число часов максимума нагрузочных потерь; гT - число часов подключенного состояния трансформатора к питающей сети, принимаем гT =8760 часов; Pхх и Pкз- потери мощности в стали и обмотках; зk - коэффициент загрузки; К- капитальный коэффициент. Основываясь на вышеперечисленные формулы и взяв в качестве примера вышеуказанные трансформаторы, мы написали программу. Программа предназначена для выбора оптимального трансформатора. Она рассчитывает суммарные потери мощности, пограничные коэффициенты и приведенные затраты и анализирует эти данные. В программе имеется база данных трансформаторов с возможностью добавления новых. Для каждого трансформатора, имеющегося в базе данных, последовательно рассчитываются следующие параметры:   ххкзз PPkP 2 , 21 12 кзкз хххх зо PP PP k    , ,)( 2 СkPTPКЕПЗ зкзгххн  В программе имеется возможность задания таких параметров, как коэффициент загрузки и годовое число часов. Все остальные данные являются справочными и берутся из базы данных. После расчѐтов программа анализирует полученные данные, и таким образом, по минимальным приведенным затратам, суммарным потерям мощности, пограничным коэффициентам загрузки определяет оптимальный вариант трансформатора. Данная программа написана на языке программирования Borland Delphi, что позволяет ей быть актуальной в ближайшем будущем. Также нами созданная программа может легко изменяться и дорабатываться. Программа может найти широкое применение в промышленности и позволит инженеру-проектировщику по электроснабжению экономить драгоценное время на поиски нужного трансформатора без всяческих сложных расчетов. Рабочее окно программы имеет вид: Актуальные проблемы энергетики. СНТК 65 220 Рисунок 1- Вид рабочего окна Вывод Трансформатор, выбранный по меньшим потерям мощности холостого хода и меньшим суммарным потерям мощности (ТМГМШ), необязательно будет лучшим по меньшим значениям приведенных затрат (ТМГ11). Литература 1. Заугольников, В. Ф. Некоторые аспекты экономичной работы силовых трансформаторов / В. Ф. Заугольников, А. А. Балабин, А. А. Савинков // Промышленная энергетика. – 2006. - %4,- С.10-14. 2. Гончар, А. А. Еще раз о выборе силовых трансформаторов / А. А. Гончар // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2006. – № 5. – С.35-37. 3. Стабровский, Л. Н. О комплексной финансовой оценке технических характеристик распредилительных трансформаторов с точки зрения конечного потребителя / Л. Н. Стабровский // Энергия и Менеджмент. – 2005. – № 3. – C. 31-35.