Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния вопроса и обоснование задач исследования 10
1.1. Исходные положения 10
1.2. Особенности эксплуатации трансформаторных подстанций в условиях открытых горных работ 15
1.3. Анализ методов исследования электрических нагрузок 20
1.4. Конструкционные особенности карьерных трансформаторных подстанций 32
1.4.1. Анализ параметров трансформаторов карьерных подстанций 36
1.4.2. Анализ эксплуатационных потерь электрической энергии в трансформаторах ГПП и КТП горных предприятий 43
1.5. Задачи исследования 49
ГЛАВА 2. Теоретические основы разработки методов повышения эффективности эксплуатации карьерных трансформаторных подстанций 51
2.1. Основы вероятностного анализа графиков нагрузок 51
2.2. Метод выбора интервала осреднения графиков нагрузок 60
2.3. Моделирование графиков нагрузок 67
2.4. Методика определения потерь мощности и электроэнергии в трансформаторах карьерных подстанций 77
2.5. Метод определения оптимальных параметров трансформаторов
2.6. Выводы 86
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования электрических нагрузок карьерных трансформаторных подстанций 88
3.1. Анализ технологических схем горных работ, влияющих на формирование графиков нагрузок 88
3.2. Выбор интервала осреднения графиков нагрузок 97
3.3. Измерительная аппаратура для исследования графиков нагрузок 98
3.4. Экспериментальные исследования графиков нагрузок 105
3.5. Определение вероятностных характеристик графиков нагрузок 111
3.6. Выводы 120
ГЛАВА 4. Анализ результатов исследования электрических нагрузок и разработка рекомендаций по выбору оптимальных параметров трансформаторов карьерных подстанций 124
4.1. Анализ величин потерь мощности и электроэнергии в трансформаторах карьерных подстанций 124
4.2. Выбор оптимальных параметров трансформаторов карьерных подстанций 129
4.3. Анализ конструктивных особенностей трансформаторов карьерных подстанций с оптимальными параметрами 131
4.4. Эффективность эксплуатации трансформаторов карьерных подстанций с оптимальными параметрами 142
4.5. Выводы 143
Заключение 145
Литература 147
- Особенности эксплуатации трансформаторных подстанций в условиях открытых горных работ
- Методика определения потерь мощности и электроэнергии в трансформаторах карьерных подстанций
- Измерительная аппаратура для исследования графиков нагрузок
- Анализ конструктивных особенностей трансформаторов карьерных подстанций с оптимальными параметрами
Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы тенденции развития экономики в Российской Федерации диктуют необходимость повышенного внимания к проблемам электроэнергетики. Это обусловлено произошедшим за прошедшее десятилетие переходом к рыночным отношениям между производителями и потребителями электроэнергии, изменением структуры энергоснабжающих организаций, выходом предприятий-потребителей на фондовый оптовый рынок электрической мощности (ФОРЭМ), а также многократно возросшими тарифами за пользование электроэнергией. Практика показывает, что в настоящее время доля платы за электроэнергию в конечной цене продукции многих предприятий (особенно в горнометаллургической отрасли промышленности) значительно превышает 50 %.
В таких условиях вопросы снижения потерь электроэнергии и увеличение эффективности применения электрического оборудования приобретают повышенную остроту и актуальность. В настоящее время потери электрической энергии в распределительных сетях карьера составляют около 14 %, половина которых приходится на потери в цеховых (участковых) трансформаторах.
Для горно-добывающих предприятий, использующий открытый способ разработки, характерна большая протяжённость распределительных сетей и большое количество участковых трансформаторных подстанций. Поэтому задача повышения эффективности эксплуатации трансформаторных подстанций в условиях открытых горных работ является важной частью снижения потерь электрической энергии в системах электроснабжения предприятий.
Несмотря на многочисленные исследования, проведённые различными институтами и организациями, закономерности формирования графиков нагрузок потребителей на открытых горных работах изучены в недостаточной степени, что обусловлено большим разнообразием технологий ведения открытых горных работ и постоянно появляющимися новыми типами оборудования.
На участковых подстанциях горнодобывающих предприятий, использующих открытые системы разработки, в подавляющем большинстве случаев установлены трансформаторы серий общепромышленного назначения (как правило, типа ТМ). Однако современные серии трансформаторов общего назначения по своим характеристикам предназначены, в основном, для двухтрансформаторных ГПП, поэтому их применение на карьерных участковых подстанциях, которые резко отличаются по режиму работы от ГПП, приводит к неэффективному использованию активных материалов трансформаторов, а также неоправданно высоким потерям электрической энергии.
Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что повышение эффективности эксплуатации участковых карьерных трансформаторных подстанций путём снижения потерь электрической энергии, основанное на исследовании электрических нагрузок потребителей в условиях открытых горных разработок, является актуальной научной задачей.
Целью работы является установление закономерностей формирования электрических нагрузок карьерных участковых трансформаторных подстанций для разработки методов повышения эффективности их использования, направленных на уменьшение эксплуатационных потерь электрической энергии.
Идея работы заключается в том, что повышение эффективности эксплуатации карьерных подстанций может быть достигнуто путём применения трансформаторов с параметрами, требования к которым разработаны на основе анализа специфических условий эксплуатации и режимов работы карьерных электроприёмников.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна.
Вероятностное распределение электрических нагрузок карьерных трансформаторных подстанций представляется полимодальным с составляющими, определяемыми технологическими режимами и характером электропотребления индивидуальных электроприёмников.
Выбор интервала осреднения графиков нагрузок обосновывается учётом вида и параметров автокорреляционных функций графиков, а также задаваемой допустимой погрешности определения их статистических характеристик.
Параметры трансформаторов для карьерных подстанций определяются на основе типового графика нагрузки, смоделированного по принципу минимизации отклонений вероятностных характеристик совокупности исходных реализаций с учётом их неоднородности путём задания весовых коэффициентов, зависящих от длительности реализаций.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: достаточным объёмом экспериментальных исследований, проведённых в реальных условиях; применением для обработки результатов исследований методов теории вероятностей и математической статистики; удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментальных зависимостей с погрешностью, не превышающей 10%.
Научное значение работы заключается в следующем: установлении закономерности формирования групповых графиков нагрузок потребителей на открытых горных работах, учитывающей условия и режимы работы горно-технологического оборудования; разработке вероятностной модели графиков нагрузок, позволяющей создать метод определения параметров трансформаторов, предназначенных для карьерных участковых трансформаторных подстанций.
Практическое значение работы состоит в разработке: методики определения потерь электрической энергии в трансформаторах, учитывающей вероятностные характеристики графиков нагрузок; разработке методики определения расчётной мощности силовых трансформаторов карьерных участковых подстанций, основанной на принципе минимизации эксплуатационных потерь мощности и максимального использования активных материалов; предложении рекомендаций по созданию трансформаторов, предназначенных для карьерных подстанций и позволяющих снизить потери электрической энергии.
Реализация выводов и рекомендаций. Основные положения диссертационной работы в части методики определения расчётной мощности силовых трансформаторов участковых подстанций, основанной на принципе минимизации эксплуатационных потерь мощности и максимального использования активных материалов, а также методики определения потерь мощности и электроэнергии в силовых трансформаторах, основанной на учёте вероятностных характеристик электрических нагрузок, внедрены на ТОО «Фирма РОСИЯ».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технической конференции «Электропотребление, энергосбережение, электрооборудование» (Новомосковск, 1998 г.), на всероссийской научно-технической конференции «Электропотребление, энергосбережение, электрооборудование» (Оренбург, 1999 г.), на научно-технической и методической конференции «Энергосбережение. Электроснабжение. Электрооборудование» (Санкт-Петербург, 1999 г.), на федеральной научно-технической конференции «Электроснабжение, энергосбережение и электроремонт» (Новомосковск, 2000 г.).
Публикации. Результаты выполненных исследований опубликованы в 8 печатных работах.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения, содержит 16 таблиц, 35 рисунков, список литературы из 68 наименований.
Особенности эксплуатации трансформаторных подстанций в условиях открытых горных работ
Задача повышения эффективности эксплуатации трансформаторных подстанций в условиях открытых горных работ является важной частью проблемы снижения потерь электроэнергии в системах электроснабжения промышленных предприятий. Данному вопросу традиционно уделялось весьма большое внимание, но в последнее время он приобрел еще большую остроту в связи с многократно увеличившимися тарифами на электроэнергию, а также изменившейся системой оплаты за её использование.
Научно-технические разработки, имеющие своей целью снижение потерь электроэнергии и повышение эффективности эксплуатации электрооборудования, должны в первую очередь основываться на исследованиях электрических нагрузок. Несмотря на то, что работы в этой области ведутся многими учеными весьма длительное время, интерес к этой теме продолжает оставаться высоким, поскольку изменились отношения между энергосистемой и потребителем, а также постоянно совершенствуется и появляется новое электрооборудование.
Первые исследования электрических нагрузок начали производиться в двадцатых-тридцатых годах двадцатого века Н. В. Копытовым, Г. М. Каяловым, Д. С. Лившицем, Ю. Л. Мукосеевым и другими [1, 2, 3, 4].
Ими были предложены несколько, преимущественно эмпирических, методов определения нагрузок (двучленная формула, принцип парциальных максимумов, метод коэффициента спроса). В пятидесятые годы двадцатого века для анализа графиков нагрузок стали применяться понятия и методы теории вероятностей и математической статистики. Работы в этой области проводили Г. М. Каялов, Б. В. Гнеденко, С. Д. Волобринский, С. Е. Гродский, П. Н. Клейн, Б. С. Мешель и другие [5, 6, 7, 8, 9]. Результатом их исследований стала разработка метода упорядоченных диаграмм, принятого в «Указаниях по определению электрических нагрузок в промышленных установках» [10], и статистического метода, принятого в «Указаниях по определению заявляемой мощности предприятий в часы максимума энергосистемы (договорной)» [11].
В дальнейшем исследования электрических нагрузок стали проводиться не только для определения расчетных нагрузок по нагреву, но и для решения других важных задач: определения потерь электроэнергии; расчета пиков, выбросов и колебаний нагрузки; выбора компенсирующих устройств; определения качества напряжения. Для этих целей оказалось необходимым использование теорий случайных процессов и импульсных потоков, которые используются в методе вероятностного моделирования, предложенном Г. М. Каяловым, и получившим развитие в работах Э. Г. Куренного, С. Д. Волобринского, И. В. Жежеленко [9, 12, 13, 14, 15, 16].
Рост предприятий и многократное увеличение числа электроприёмников явились предпосылкой возникновения комплексного метода расчета электрических нагрузок, предложенного Б. И. Кудриным [17, 18,19], и развивающегося в настоящее время.
Исследованиям нагрузок горных предприятий, отличающихся рядом специфических особенностей, посвящены работы Б. Н. Авилова-Карнаухова, Б. П. Белых, С. А. Волотковского, Б. Ф. Турышева, И. С. Сверделя, а также большой группы ученых МГГУ (МГИ) [20, 21, 22, 23, 24]. Большая часть этих исследований выполнена на материалах, собранных на основе устаревших типов горного оборудования и горнотехнологических схем, поэтому не может быть в полной мере применена в настоящее время. Кроме того, в этих исследованиях внимание, в основном, уделялось работе экскаватора с полной нагрузкой, игнорируя периоды холостого хода, ожидания транспорта и простоя. Это можно объяснить господствовавшими в те годы представлениями, что в будущем, с увеличением интенсификации производства, полезная работа будет занимать практически всю рабочую смену. Однако в настоящее время это предположение оказалось несостоятельным, что подтверждается практикой.
Согласно существующим методам, для электроприёмников числом 3 и менее суммарная расчётная мощность принимается равной сумме номинальных мощностей [9]. Как показала практика, для карьерных подстанций это допущение приводит к значительному завышению расчётной нагрузки даже для двух экскаваторов [13].
Анализ потерь электроэнергии в системах электроснабжения в связи с параметрами графиков нагрузки нашел отражение в работах С. Д. Волобринского, Ю. С. Железко и др. [9, 25]. Сделанные в этих работах выводы справедливы для относительно спокойных графиков нагрузок, но в случае их резкопеременности могут значительно занижать расчётные величины потерь.
Исследования, проводившиеся на действующих предприятиях различных отраслей промышленности, показали, что загрузка трансформаторов различных уровней систем электроснабжения значительно отличается от максимально возможной [26, 27, 28]. Таким образом, расчёт электрических нагрузок и выбор мощности электротехнического оборудования по-прежнему остаётся весьма актуальной задачей. Вопрос снижения потерь мощности в трансформаторах долгое время решался путем уменьшения потерь холостого хода, чему способствовало применение более совершенных марок холоднокатаных сталей при практически неизменных конструкциях обмоток [29, 30]. Существовало также стремление к увеличению плотности тока в обмотках трансформатора путем применения более термостойких изоляционных материалов и совершенствования систем охлаждения трансформаторов с целью уменьшения расхода обмоточного провода, а следовательно, и экономии цветных металлов. Повышению нагрузочных потерь при этом не уделялось должного внимания в связи с весьма низкой стоимостью электроэнергии в СССР. Это привело к тому, что нагрузочные потери в трансформаторах стали заметно превышать потери холостого хода. Соотношение PRIPO достигло 6 и выше, причем предполагалось, что в дальнейшем оно еще более увеличится [29].
Методика определения потерь мощности и электроэнергии в трансформаторах карьерных подстанций
Развитие распределительных сетей на открытых горных работах, постоянное увеличение протяженности линий электропередач, а также повышение установленной мощности карьерного оборудования диктует необходимость максимального приближения источников высокого напряжения (35 и 110 кВ) к фронту горных работ (осуществление принципа глубокого ввода). Это вызывает необходимость широкого применения передвижных и стационарных КТП напряжением 35/6 и 110/6 кВ (рис. 1.3).
Карьерные КТП представляют собой силовой трансформатор, конструктивно объединённый с распределительными устройствами высокого и низкого напряжений. РУ ВН подстанций на напряжение 110 кВ выполняется, как правило, открытого типа с воздушным вводом. РУ ВН 35 кВ могут выполняться как с кабельным, так и с воздушным вводом. РУ НН на напряжение 6(10) кВ изготавливаются в закрытом исполнении с кабельными выводами с применением комплектных распределительных устройств (КРУ).
Электропромышленность нашей страны разработала и выпускает комплектные подстанции на напряжение 35/6(10) кВ различных модификаций с трансформаторами мощностью от 1000 до 16000 кВ-А с регулированием напряжения под нагрузкой либо переключением без возбуждения [43]. Кроме того, для электроснабжения карьерных потребителей используют комплектные подстанции блочного исполнения типа КТПБ(р) напряжением 110/6 кВ с трансформаторами различной мощности.
Промышленность выпускает широкую номенклатуру трансформаторов, основную часть которых составляют масляные трансформаторы типа ТМ. Недостатками трансформаторов с масляным охлаждением являются необходимость постоянного контроля над качеством трансформаторного масла, большие габариты, а также высокая пожароопасность.
Поэтому широко выпускаются также трансформаторы сухого исполнения, в которых охлаждающей и изолирующей средой служит воздух. Однако такие трансформаторы в настоящее время выпускаются на класс напряжения не более 20 кВ. Заполнение баков трансформаторов негорючими жидкостями (такими, как совол, совтол) не нашло широкого применения, в силу их дорогой стоимости, а также высокой токсичности.
В качестве замены трансформаторному маслу возможно использование элегаза (шестифтористая сера SF6), однако такие трансформаторы также весьма дороги по сравнению с масляными.
В последнее время развивается производство трансформаторов с литой изоляцией (серия ТЛ), в которых обмотки после изготовления заливаются электроизолирующим компаундом, который служит также и охлаждающей средой. Это позволяет увеличить допустимую температуру обмоток (изоляция класса F и Н), а следовательно, увеличить плотность тока в обмотках. В настоящее время такие трансформаторы выпускаются на напряжение до 35 кВ.
Поэтому, несмотря на разнообразие выпускаемой номенклатуры трансформаторной продукции, для электроснабжения карьерных потребителей в большинстве случаев используются трансформаторы самой распространённой общепромышленной серии ТМ, конструкция которых также постоянно совершенствуется.
Так, для предотвращения окисления масла и потери им диэлектрических свойств вследствие контакта с атмосферным воздухом выпускают трансформаторы с заполнением надмасляного пространства азотом (серия ТМЗ). Кроме того, выпускаются масляные трансформаторы герметичного исполнения, в которых изменение объёма масла при повышении или понижении температуры окружающей среды компенсируется за счёт упругости гофрированных трансформаторных баков.
При проектировании новых трансформаторов особо важными задачами являются повышение их качества, использование прогрессивной технологии производства, экономия материалов при их изготовлении и возможно низкие потери энергии при их работе в сети [29, 44]. Экономия материалов и снижение потерь особенно важны в распределительных трансформаторах, в которых расходуется значительная часть материалов и возникает существенная часть потерь энергии всего трансформаторного парка.
КПД трансформаторов весьма велик и достигает 98 -f- 99 %, однако необходимость многократной трансформации электроэнергии и большое число трансформаторов приводит к тому, что общие потери электроэнергии в трансформаторах достигают существенных значений. В середине пятидесятых годов двадцатого века на потери в трансформаторах расходовалось 6 % всей энергии, вырабатываемой электростанциями. В сериях трансформаторов, выпускавшихся позднее, потери холостого хода и короткого замыкания были снижены, но вследствие увеличения общего числа трансформаторов и ступеней трансформации общие потери остались практически неизменными. Таким образом, одной из важнейших задач электроэнергетики по-прежнему остаются снижение потерь мощности в трансформаторах (потерь холостого хода и короткого замыкания).
Измерительная аппаратура для исследования графиков нагрузок
На формирование графиков нагрузки карьерных потребителей электрической энергии преобладающее влияние оказывают организационно-технические факторы, такие, как транспортные системы, местоположение горного оборудования (вскрышной, добычной участок, либо отвалы) и т. п. Поэтому в дальнейшем целесообразно рассмотреть особенности существующих технологических схем горных работ и их влияние на формирование графиков нагрузок карьерных электропотребителей.
Поскольку основным объектом исследования электрических нагрузок карьерного электрооборудования в данной работе являются одноковшовые экскаваторы (п. 2.1), технологические схемы горных работ с применением многоковшовых экскаваторов (роторных, цепных) и аналогичного оборудования в дальнейшем рассматриваться не будут.
В п. 2.3 указывалось, что для исследования формирования графиков электрических нагрузок карьерных электроприёмников существенно выделение трёх резко отличающихся режимов работы экскаватора: простоя, холостого хода и полезной работы. Поэтому в дальнейшем будут рассматриваться технологические схемы горных работ с точки зрения временной продолжительности этих трёх режимов.
Технологические схемы горных работ с применением одноковшовых экскаваторов (механических лопат и драглайнов) в первую очередь можно подразделить на транспортные и бестранспортные [63]. Транспортные схемы, в свою очередь, подразделяются на схемы с железнодорожным и автомобильным транспортом. Конвейерный транспорт в сочетании с одноковшовыми экскаваторами применяется довольно редко, кроме того, с точки зрения формирования электрических нагрузок такая схема незначительно отличается от бестранспортной, поэтому в дальнейшем рассматриваться не будет.
Технологические схемы с использованием железнодорожного транспорта (рис. 3.1) характеризуются сравнительно длительным периодом полезной работы экскаватора (погрузка состава, в зависимости от ёмкости ковша, объёма вагонов и их количества занимает 20 н- 35 минут при погрузке на уровне стояния и 30 -г 55 минут при верхней погрузке), после чего наступает также длительный (10 -г- 20 минут) период холостого хода, связанный с необходимостью замены подвижного состава. Последнее обусловлено тем, что большинство призабойных железных дорог являются однопутными, в связи с чем между окончанием погрузки одного локомотивосостава и началом погрузки другого проходит значительный период времени, в течение которого экскаватор либо не выполняет полезной работы, либо выполняет незначительные в смысле электрических нагрузок работы по подготовке забоя, передвижению и т. п.
При работе экскаваторов по технологическим схемам с применением автомобильного транспорта (рис. 3.2) время погрузки одного транспортного средства сравнительно невелико, и, в зависимости от ёмкости ковша экскаватора и объёма кузова автосамосвала, составляет 2 - 5 минут. При этом бремя холостого хода также невелико и составляет около 0,5 минут при односторонней тупиковой установке автотранспорта под погрузку и 1 минуту при фронтальной, кольцевой и двусторонней тупиковой установке.
На многих карьерах и разрезах распространена комбинированная транспортная схема. При этом с глубоколежащих горизонтов порода доставляется на перегрузочный пункт (рис. 3.3), который расположен, как правило, примерно на половинной глубине карьера (разреза), а оттуда — железнодорожным транспортом на поверхность и далее. Экскаваторы, работающие на таких перегрузочных пунктах, работают с меньшими перерывами на замену подвижного состава, чем экскаваторы, работающие по технологической схеме с железнодорожным транспортом в забое. Это объясняется тем, что перегрузочные пункты в течение длительного периода времени являются стационарными и организуются таким образом, чтобы по возможности максимально сократить время замены подвижного состава (например, двухпутная железная дорога, разъезды и т. п.).
Работа экскаватора с погрузкой породы в отвал (бестранспортная схема разработки) (рис. 3.4) отличается наибольшей интенсивностью, что объясняется отсутствием перерывов, связанных с заменой и неравномерной подачей транспортных средств.
Во всех рассмотренных схемах существуют также технологические перерывы, не связанные с транспортом, и необходимые для работ по обслуживанию экскаватора, ремонта, сдачи и приёма смены и т. п.
Следует также отметить, что время работы экскаватора в различных технологических схемах также зависит и от участка работы (вскрыша, добыча и т. д.). Так, например, экскаватор, расположенный на отвальном хозяйстве, работает, как правило, с меньшей интенсивностью, чем аналогичный экскаватор, работающий по той же технологической схеме на вскрышном либо добычном участке.
Анализ конструктивных особенностей трансформаторов карьерных подстанций с оптимальными параметрами
Для проверки возможности физической осуществимости трансформаторов с предложенными параметрами и сравнения их конструктивных особенностей был проведён расчёт рассматриваемых вариантов трансформаторов по обобщённому методу, изложенному в [29].
Обобщённый метод позволяет вести предварительный расчёт без углубления в мелкие детали, является простым и быстрым, обладает приемлемой точностью и позволяет оценивать результаты с разных точек зрения, в том числе и с экономической. Он допускает выбор оптимального решения путём оценки рассчитанных вариантов с учётом таких факторов, как принципиальной конструкции магнитной системы и обмоток, марки электротехнической стали, материала обмоток (медь либо алюминий), требований стандартов и т. д.
Этот метод расчёта является методом определения основных данных трансформатора - основных размеров магнитной системы и обмоток, масс активных материалов, параметров холостого хода и короткого замыкания и некоторых других показателей на предварительной стадии расчёта.
Обобщённый метод позволяет вести расчёт силовых трансформаторов с различными конструкциями магнитных систем, с обмотками из меди либо алюминия, с различными системами охлаждения в широком диапазоне мощностей при различных классах напряжения. При этом на стадии ориентировочного расчёта возможно с достаточной точностью определить ряд важных параметров трансформатора и выбрать оптимальный вариант с учётом разнообразных требований.
При проектировании отдельного трансформатора должны быть заданы значения ряда параметров и некоторые условия. К ним относятся: мощность трансформатора, частота, число фаз, напряжения обмоток, режим нагрузки, место установки, система охлаждения, некоторые требования стандарта, а также параметры холостого хода и короткого замыкания. Некоторые данные должны быть выбраны до начала расчёта, а именно: принципиальная конструкция магнитной системы, материал магнитной системы (марка электротехнической стали), способ изоляции пластин и индукция в стержнях и ярмах, принципиальная конструкция обмоток, материал обмоток (медный или алюминиевый провод), конструкция изоляции и размеры изоляционных промежутков изоляции обмоток.
Существующие в настоящее время трансформаторы с параметрами, соответствующими ГОСТ 11920-85 (класс напряжения 35 кВ) и ГОСТ 12965-85 (класс напряжения ПО кВ) также были рассчитаны по обобщённому методу, чтобы обеспечить возможность адекватного сравнения их параметров с параметрами трансформаторов, предложенных в настоящей работе для карьерных участковых подстанций. В качестве исходных данных для расчёта были приняты: потери короткого замыкания Рк и холостого хода PQ, рекомендованные в данной работе; напряжение короткого замыкания ик и ток холостого хода io, соответствующие действующим стандартам; магнитная система трансформатора - плоская, с применением холоднокатаной анизотропной стали марки 3505, обмотки катушечного типа, исполненные медным проводом. Трансформаторы с напряжением ВН 35 кВ были рассчитаны с регулировкой напряжения без возбуждения (ПБВ) ± 2 х 2,5 = ± 5 %, 110 кВ - с регулировкой напряжения под нагрузкой (РПН) ± 9 1,67 = ± 16 %, что соответствует действующим ГОСТам.
Основные параметры трансформаторов, полученные в результате расчёта по обобщённому методу, приведены в табл. 4.4 - - 4.6. В таблицах обозначены: SH0M - номинальная мощность трансформатора, кВ-А; d- диаметр стержня, м; /3— отношение средней длины окружности канала между обмотками к высоте обмотки; Пс - активное сечение стержня, м ; d\2— средний диаметр обмоток, м; /— высота обмоток, м; /с— высота стержня, м; С - расстояние между осями стержней, м; ив - электродвижущая сила одного витка, В; 7СТ - масса стали, кг; G0 - масса металла обмоток, кг; Gnv — масса провода, кг; J — плотность тока, А/м ; ар — механические напряжения в обмотках, МПа; PQ — номинальные потери холостого хода, кВт; /о - ток холостого хода, %. На рис. 4.1 изображена активная часть трансформатора с указанием основных размеров.
На основании анализа данных табл 4.4 -f- 4.6 можно утверждать следующее. Уменьшение номинальных потерь короткого замыкания можно достичь, снижая плотность тока в обмотках, что приводит к необходимости увеличения сечения витков. Поскольку при этом возрастают габариты обмоток, для их размещения необходимо увеличить окно магнитопровода, что приводит к некоторому увеличению массы стали трансформатора.
