Робота трансформатора при низькій якості електроенергії

Abstract

Розглядаються зміни якісних параметрів електропостачання з точки зору пов’язаності рівня напруги,її перепадів і нерівномірності (провалів) із активною і реактивною потужностями. В роботі розглядаються статичні характеристики навантаження у вигляді поліномів другого порядку в залежності від напруги. Авторами використовуються регулюючі ефекти активного та реактивного навантаження відповідно до напруги, що показуютьна скільки відсотків змінюється вихідна потужність при відхиленні напруги. Авторами приймається обмеження на величину втрат потужності у споживача, що перерахована у регулюючих ефектах навантаження. Таким чином задається і діапазон зменшення напругидля промислового навантаження. За умови, що в електричних системах застосовуються пристрої компенсації реактивної потужності, призначені,насамперед,для розвантаження мереж від реактивних струмів, в результаті виконання компенсаціяреактивної потужності може дати негативний ефект збільшення сумарного електроспоживання. Основна мета статті–показати можливість мінімізації втрат активної і реактивної потужності у трансформаторах з регулюванням рівня напруги в мережі. Втрати потужності в силовому трансформаторі складаються із втрат холостого ходу та навантажувальних втрат. Втрати холостого ходу обумовлені втратами сталі від вихрових струмів і втратами на гістерезис. Втрати навантаження в трансформаторі пропорційні квадрату струму навантаження. В статті визначається оптимальна напруга на вході трансформатора, при якій сумарні втрати активної потужності трансформатора будуть мінімальними. Аналітично визначено втрати потужності залежно від відносного рівня напруги через прирівнення похідної втрат за напругою до нуля. Таким чином отримано співвідношення мінімізації втрат електроенергії у трансформаторі по середньому рівню напруги на вході трансформатора, який відповідає мінімуму втрат електроенергії в трансформаторі при змінному навантаженні.Changesin the quality parameters of power supply are considered from the point of view of the connectedness of the voltage level of its drops and unevenness (dips) with active and reactive power. The paper considers the static characteristics of the load in the form of a second-order polynomial depending on the voltage. The authors use the regulating effects of active and reactive loads in accordance with the voltage,showing the percentage of the output power changes when the voltage deviates. The authors accept the limitation on the amount of power losses at the consumer, which is recalculated in the regulating effects of the load. Thus, the voltage reduction range for the industrial load is also set. Provided that the reactive power compensation devices used in electrical systems are intended primarily for unloading networks from reactive currents, as a result of reactive power compensation, a negative effect of increasing the total power consumption may appear. The main goal of the article is to show the possibility of minimizing the losses of active and reactive power in transformers with regulation of the voltage level in the network. Powerlosses in a power transformer consist of no-load losses and load losses. No-load losses are due to eddy current losses of steel and hysteresis losses. Load losses in a transformer are proportional to the square of the load current. The article determines the optimal voltage at the input of the transformer, at which the total losses of the active power of the transformer will be minimal. Power losses are analytically determined as a function of the relative voltage level due to equating the derivative of voltage losses to zero. Thus, the ratio of minimizing electricity losses in the transformer at the average voltage level at the input of the transformer, which corresponds to the minimum energy losses in the transformer at variable load, has been obtained.