Введение к работе
Актуальность темы диссертации. В настоящее время в ^лекїри-ческих сетях городов Республики Беларусь находится большое количество силовых трансформаторов первого и второго габаритов исполнения, т.е. мощностью до 630 кВА, нормативный срок службы которых истекает в ближайшие годы. Замена отработавших свой нормативный срок трансформаторов на новые связана с дополнительными капитальными затратами на развита производства трансформаторов, их приобретение и монтаж электосетевыми предприятиями, а также демонтаж старых аппаратов. Кроме этого, при выполнении самой замены трансформаторов возможен недоотпуск электроэнергии потребителям; Избежать отмеченных отрицательных факторов представится возможным в условиях продолжения в течение некоторого- времени эксплуатации отработавших свой нормативный срок трансформаторов. Решение вопроса о замене или продолжении эксплуатации в течение некоторого времени должно быть индивидуальным для каждого,трансформатора в зависимости от его нагрузки в предшествующий период, имевших место перегрузок и воздействия сквозных токов короткого замыкания, а также' роста в предстоящий период присоединенной моф-ности и производства новых трансформаторов с улучшенными техническими характеристиками.
В странах Содружества Независимых Государств работы по исследованию возможности продолжения эксплуатации силовых трансформаторов городской электрической сети после нормативного срока их службы ранее не проводились. Настоятельная потребность энергосистем в проведении отмеченных, исследований, обуславливает актуальность выбранной темы диссертации по оценке эффективности продолжения эксплуатации силовых трансформаторов городской электрической сети после нормативного срока их службы.
Связь работы с крупными научными программами, темами,. Работа выполнялась в соответствии с планом работ, координировавшимся Министерством образования и науки Республики Беларусь по теме ГБ 91-20 "Разработка теоретических основ, методов, алгоритмов и промышленных программ для оптимизации решив и параметров электрических систем и их элементов с целью экономии электроэнергии и повышения её качества" и является составной .частью исследований, проводимых на кафедре "Электрические системы" Белорусской государственной политехнической академии.
Цель и задача нсследсдакия. Цель диссертационной работы состоит в снижении стойкости распределения электроэнергии в городской электрической сети за счет уменьшения капитальных затрат на ладану отслулшваих свой срок силовых трансформаторов первого в второго габаритов исполнения. .
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задача:
-оценить износ изоляции, силовых трансформаторов,, работающих в городской электрической сети, от токов на, оузки;
оценит:..- влияние перегрузок v сквозных токов короткого замыкания на срок службы силовых трг ^форматоров;
составить прогноз продолниельности работы силовых трансформаторов по условиям физического и морального износа;
установить технике—экономические условия, обеспечивайте эффективность продолжения эксплуатации силовых трансформаторов после истечения их нормативного срока службы.
Ручная новизна полученных результатов. Оценен износ а остаточки ресурс изоляции силовых трансформаторов оі воздействия токов нагрузки применительно, в отличие от известных исследований, к характерны:.! графикам нагрузки комыунально-Сштовых потребителей городской электрической сети и фактическим изменениям, температуры окружающей среда применительно к условиям Республики Беларусь.:
Построена зависимость относительного износа ресурса изоляции силового трансформатора мощность» до 630 кВА при коротких замыканиях на шш'^,: 0,38 «В или присоединенных к ним воздушных ил? кабзльных лшл/'jc от кратности тока короткого замыкания, позволившая установить.неотмечаемый другими авторами факт, что износ ресурса изоляции от воздействия токов внешних коротких замыканий наиболее существенен у трансформаторов мощностью до 160 КВА;
Составлен прогноз продолжительности работы силовых трансформаторов городской электрической сети, отличающийся от известных методов составления подобных прогнозов тем, что здесь учитываются не только факторы физического, но и фактор морального износа. Количественно оценено увеличение вероятного значения параметра потока отказов трансформаторов после истечения нормативного срока их службы в зависимости от конструктивного устройства подключенных линий 0,38 кВ (воздушные или кабельные).
Установлены впервые технико-экономические условия целесооб-
разности продолжения эксплуатации отработавшего свой нормативной срок силового трансформатора в резервированной сети (когда расходы на техническое обслуживание и ремонт возрастают не более, чем в 2,0.5,3 раза и нерезервированной городской электрической сети (когда стоимость недоотпуска электроэнергии при аварийных отключениях не превышает 50 % стоимости нового трансформатора).*
Дано дальнейшее развитие метода нахождения момента времени замени существующего трансформатора на трагсформатор.большей мощности в условиях ежегодного роста нагрузки и непрерывного улучшения технических характеристик изготавливаемых промшленностыо трансформаторов на основе метода динамического программирования;
Практическая значимость полученных, результатов. Полученные в диссертации результата использованы в учебном процессе кафедры "Электрические системы" Белорусской государственной политехнической академии при чтении лекций по дисциплине "Основи эксплуатации электрических сетей", а также при выполнении учебно-исследовательских работ студентов энергетического факультета специальности 10.02 "Электроэнергетические системы и сети"і
Результаты диссертации могут быть использованы в электроэнергетике и,в частности, в городских электрических сетях, при реиении вопроса о замене"или продолжении эксплуатации индивидуально каяэдого трансформатора после истечения нормативного срока его слу&бы.
Экономическая значимость полученных результатов;' Полученные результаты могут быть предложены предприятиям "электрических сетей для использования при оценке возможности продолжения эксплуатации отработавших свой нормативный срок силовых трансформаторов, установленное в конкретной городской электрической сети, характеризующейся своими технико-экономическими показателями, а также графиком нагрузки, параметром потока отказов и потоком воздействия внешних коротких замыканий.
Основные положения диссертации, вынооимш на защиту; На защиту выносятся следующие основные положения:
- подход к оценке износа изоляции силовых трансформаторов, установленных в городской электрической сети, от воздействия токов нагрузки в условиях изменяющейся температуры окружающей среды и токов внешних коротких замыканий, позволяющий установить остаточный ресурс изоляции в конце нормативного срока службы и вероятность безотказной работы трансформатора;
» технико-экономические условия целесообразности продолжения эксплуатации отработавшего свой нормативный срок силового трансформатора, выполнение которых обеспечит эффективность его дальнейшего применения по.назначению как в резервированной, так и в радиальной городской электрической сети;
- принцип нахождения момента времени замены существующего
трансформатора в течение нормативного срока его службы на транс
форматор большей мощности, обеспечивающий оперативное принятие
решения в условиях ежегодного роста нагрузки и непрерывного улуч
шения технических характеристик изготовляемых промшленносгью
трансформаторов, ' .
Личный вклад соискателя. Научные и практические результаты диссертации, положения, выносимые на защиту, разработаны и получены лично соискателем или при его.основном участия;
Апробация результатов диссертации; Ооновные результаты ис
следований, включенные в диссертацию, докладывались автором на
научно-технических конференциях профессорско-преіюдііва'.'.ельского
состава Белорусской государственной полктехничэской академии в
1993, 1994 и 1995 годах. '
Опубликованийсть результатов.- Результаты диссерташш опубликованы в двух тезисах конференций и одной статье е научном журнале.
Структура и объем диссертации; Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, четырех глав, выводов, описка использованных источников и одного приложения. Пошшй объем диссертации составляет 160 страниц. Объем, занимаемый 9 иллюст-рациями, 36 таблицаш, одним приложением и списком использованных, источников из 93 наименований, составляет 61 страницу.
