EXPLOATAREA ECONOMICA A TRANSFORMATOARELOR

Exploatarea economica a transformatoarelor

Posturile de transformare, care alimenteaza receptoare mai exigente din punctul de vedere al continuitatii in alimentarea cu energie electrica (categoriile 0, I si II), pot fi prevazute cu doua sau chiar trei unitati identice de transformare. In raport cu sarcina variabila, tranzitata, regimul economic al posturilor de transformare se considera corespunzator pierderilor de putere minime in transformatoarele conectate, deci randamentului maxim de transformare a energiei.

Conform datelor furnizate de catre producatori, pentru fiecare transformator cu puterea nominala S_nT se cunosc urmatoarele marimi:

- pierderile active la mers in gol DP_o

- pierderile active la mersul in scurtcircuit DP_sc

- curentul de mers in gol i_o%;

- tensiunea relativa de scurtcircuit _sc%.

Pierderile de putere activa si de putere reactiva, prezinta o variatie specifica la functionarea individuala in sarcina a unui tip de transformator, prezinta o variatie specifica. Curba pierderilor de putere activa corespunde relatiei:

[kW], (2.17)

in care k_T = S_T/S_nT reprezinta gradul de incarcare al transformatorului, cand tranziteaza puterea aparenta S_T. Curba pierderilor de putere reactiva este descrisa de relatia:

[kvar], (2.18)

in care DQ_o reprezinta pierderile de putere reactiva la mersul in gol, iar DQ_sc - pierderile de putere reactiva la mersul in scurtcircuit, date respectiv de relatiile:

(2.19)

(2.20)

Pierderea totala de putere activa se echivaleaza cu relatia

(2.21)

in care m_c reprezinta echivalentul energetic al puterii reactive la bara de racordare a transformatorului, adica pierderea de putere activa ca urmare a cresterii cu o unitate a puterii reactive tranzitate din sistem spre nodul amonte al postului de transformare (m_emed = 0,03 kW/kvar, informativ).

Tratarea generala a functionarii economice a transformatoarelor impune considerarea cuplarii in paralel cu doua transformatoare cu puteri nominale diferite S_nT1 < S_nT2, avand pierderile identificate prin indicii numerici, corespunzatori. Prin manevrarea aparatelor de comutatie, la sarcini mai mici se cupleaza transformatorul de putere mai mica, iar la sarcini mai mari va fi mai economic sa se conecteze numai transformatorul de putere mai mare. Sarcina limita la care s-ar impune comutarea de pe un transformator pe celalalt se determina din conditia:

(2.22)

care se expliciteaza mai intai folosind relatiile (2.17) (2.21) sub forma:

. (2.23)

Separand termenii dependenti de sarcina (in membrul stang) de cei independenti de sarcina, relatia devine

, (2.24)

din care se deduce sarcina limita S_l, explicitand gradele de incarcare:

, (2.25)

sub forma expresiei generale :,    (2.26)

Relatia (2.26) poate fi particularizata pentru orice situatie concreta, inclusiv prin considerarea transformatorului 1 ca fiind un sistem de n_T transformatoare identice, in paralel, iar a transformatorului 2 ca fiind un sistem de (n_T + 1) transformatoare identice, in paralel. Sarcina limita la care se impune trecerea de la n_T la (n_T + 1) transformatoare se obtine explicitand pierderile sistemelor de transformare considerate si puterile nominale astfel:

DP₀₁ = n_TDP₀; DQ₀₁ = n_TDQ₀

DP₀₂ = (n_T + 1) DP₀; DQ₀₂ = (n_T + 1)DQ₀ (2.27)

S_nT1 = n_TS_nT; S_nT2 = (n_T + 1)Sn_T

Notand cu S_l (n_T, n_T + 1) sarcina limita, se determina relatia generala pentru aceasta sub forma:

(2.28)

care poate fi particularizata pentru trecerea de la un transformator la doua in paralel si de la doua la trei in paralel, daca unitatile sunt identice.

Relatia (2.26) poate fi utilizata si pentru aprecierea regimului economic de functionare a unor transformatoare de puteri diferite. Se subliniaza conditia ca pentru a putea functiona in paralel, transformatoarele trebuie sa aiba aceeasi grupa de conexiuni.

O forma simplificata a relatiei (2.28) se obtine prin neglijarea pierderilor active suplimentare in reteaua de alimentare, datorate tranzitului de putere reactiva consumate de transformator (m

(2.29)

care conduce la valori cu 8 10% mai mici decat relatia exacta.