Методика определения комплексного значения технических потерь полной мощности в силовых трехфазных двухобмоточных трансформаторах, учитывающая дополнительные потери от высших гармонических составляющих

Abstract

Введение. В последние годы отмечается значительное ухудшение качества электрической энергии в сетях промышленных и непромышленных потребителей, связанное с тем, что к ним подключается все больше электроприемников имеющих нелинейную вольтамперную характеристику и генерирующие в сеть высшие гармонические составляющие тока. Высшие гармонические составляющие тока создают дополнительные потери в обмотках трансформаторов и дополнительные потери на вихревые токи в магнитопроводе. Все это приводит к снижению эффективности процессов передачи электроэнергии и сокращению расчетного срока службы электрооборудования и электрических сетей.

Цель. Разработать и апробировать методику для определения комплексного значения технических потерь полной мощности в силовых трехфазных двухобмоточных трансформаторах, учитывающую дополнительные потери от высших гармонических составляющих.

Материалы и методы. Для реализации методики применяется Т-образная схема замещения силового трехфазного двухобмоточного трансформатора, которая принимается симметричной. Для выполнения расчетов с использованием предлагаемой методики необходимы паспортные данные силового трехфазного двухобмоточного трансформатора, а также данные (активная мощность, сила тока и напряжение), измеряемые для каждой из трех фаз и для каждой гармонической составляющей начиная с 1-й до 40-й с помощью измерительных приборов, установленных во вводной ячейке, питающей шины низшего напряжения трансформаторной подстанции, к которой подключен конечный потребитель электрической энергии.

Результаты и обсуждение. Апробация разработанной методики выполнена на примере действующей системы электроснабжения питающей цех по цинкованию металла, в состав которой входит силовой трехфазный двухобмоточный трансформатор марки ТМЗ номинальной мощностью 1000 кВ·А. Измеренные данные о величине и гармоническом составе силы тока, активной мощности и напряжении питания, получены с помощью анализатора качества электрической энергии Энергомонитор 3.3 Т, установленного во вводной ячейке, питающей шины низшего напряжения трансформаторной подстанции. По итогам апробации рассчитано комплексное значение технических потерь полной мощности в силовом трехфазном двухобмоточном трансформаторе с учетом дополнительных потерь от высших гармонических составляющих.

Заключение. Разработанная методика позволяет повысить точность определения комплексного значения технических потерь полной мощности в силовых трехфазных двухобмоточных трансформаторах, эксплуатируемых в городских и промышленных системах электроснабжения, за счет учета дополнительных потерь, связанных с наличием высших гармонических составляющих в системе электроснабжения, обусловленных наличием нелинейной электрической нагрузки.