Що таке показники використання та методи покращення електропередавальних трансформаторів

1. Показники, пов'язані з коефіцієнтом використання трансформаторів електропередач

Коефіцієнт використання трансформаторів електропередач необхідно враховувати як витрати на передачу та розподіл електроенергії, так і ефективність використання обладнання. Основні показники включають три аспекти: коефіцієнт завантаження, коефіцієнт завантаженості та коефіцієнт тривалості життя обладнання.

1.1 Коефіцієнт завантаження
Це співвідношення фактичного завантаження в момент максимального завантаження до номінальної потужності трансформатора. Цей показник може не тільки відображати здатність обладнання до перенесення навантаження в різних умовах роботи, але й оперативну безпеку обладнання. На практиці, чим вищий коефіцієнт завантаження, тим вищою є ефективна використаність трансформатора. Його значення визначається разом критеріями безпеки та запасом розвитку, причому ці два фактори незалежні один від одного: в рамках критеріїв безпеки, чим більше підключених об'єктів має лінія, тим сильнішою є здатність системи до перенесення навантаження.

1.2 Коефіцієнт завантаженості
Це співвідношення середнього завантаження до максимального завантаження за певний період часу. Він може відобразити характер коливань завантаження протягом цього періоду часу, а також загальну рівень використання електричного обладнання. Загалом, чим вищий коефіцієнт завантаженості, тим вищою є комплексна використаність обладнання для передачі та розподілу електроенергії.

1.3 Коефіцієнт тривалості життя
Це співвідношення фактичного терміну служби обладнання до проектованого стандартного терміну служби. Стандартний термін служби обладнання чітко вказано в інструкції при виході з заводу. Однак, під час реального використання, фактичний термін служби може відрізнятися від стандартного через фактори, такі як умови експлуатації, інтенсивність завантаження та стабільність завантаження. Якщо коефіцієнт тривалості життя більший за 1, це означає, що обладнання працювало за межами очікуваних результатів, що може опосередковано покращити коефіцієнт використання та знизити витрати на передачу електроенергії.

2. Методи підвищення коефіцієнту використання трансформаторів електропередач
2.1 Покращення коефіцієнту завантаженості

Збалансуйте коливання завантаження за допомогою таких заходів, щоб підвищити ефективність використання обладнання:

2.1.1 Зменшення різниці між піком і долиною
В електроспоживанні промисловості та населення є очевидні добові характеристики піка і долини: пік споживання електроенергії населенням сконцентрований між 18:00 і 21:00, а долина — в ранні години; для промислового споживання, пік припадає на денні години, а долина — на ночні. Зменшення різниці в споживанні електроенергії між піком і долиною може стабілізувати криву завантаження, що збільшує коефіцієнт завантаженості та використання трансформатора.

Особливо, можна впровадити механізм тарифікації електроенергії залежно від часу: підвищити ціни на електроенергію під час піка і знизити ціни під час долини, і досягти "зниження піка і заповнення долин" шляхом регулювання ринку. Цей захід може не тільки підвищити ефективність використання обладнання, але й підвищити стабільність системи передачі та розподілу електроенергії. На даний момент, деякі регіони в Китаї не впровадили тарифікацію залежно від часу через технічні обмеження, і місцеві підприємства електропостачання потребують прискорення вдосконалення механізму.

2.1.2 Розумне співвіднесення типів навантажень
Існують відмінності в часах та способах споживання електроенергії обладнанням на кінцевих точках електромережі. Шляхом співвіднесення навантажень по періодам часу можна компенсувати різницю між піком і долиною. Ідеально, якщо протягом дня немає коливань навантаження, ефективність електропостачання може досягти оптимального рівня, але це важко досягти на практиці.

Загальні коливання навантаження можна зменшити, оптимізуючи розподіл типів підприємств у промислових парках та збалансувавши часові періоди споживання електроенергії різними галузями; у сфері споживання електроенергії населенням, виробників енергоспоживальського обладнання можна залучити до розробки функцій споживання електроенергії залежно від часу, що направить обладнання на більше працювання в день і менше споживання енергії вночі, забезпечуючи при цьому нормальне використання.

2.2 Покращення коефіцієнту завантаження

Покращте здатність обладнання до перенесення навантаження, оптимізуючи спосіб з’єднання та конфігуруючи обладнання для компенсації реактивної потужності:

2.2.1 Оптимізація спосібу з’єднання
На прикладі громадської мережі, різні спосіб з’єднання мають значні відмінності у коефіцієнті використання електропостачання та надійності, включаючи однокільцевий тип, дві постачання та одна резервна, подвійний кільцевий тип, багатороздільний N-зв'язок, три постачання та одна резервна, радіальні типи тощо. Серед них: теоретичний коефіцієнт використання лінії у режимі дві постачання та одна резервна є найвищим — 2/3, а у режимі три постачання та одна резервна — 3/4, обидва мають високу надійність; теоретичний коефіцієнт використання однорадіального режиму може досягти 1, але надійність низька; подвійний кільцевий, багатороздільний N-зв'язок, "2-1" та "3-1" моделі мають високу надійність, але теоретичні коефіцієнти використання становлять 1/2, 1/2 та 2/3 відповідно. Крім однорадіального режиму, решта всі задовольняють критерію N-1 безпеки. Тому необхідно вибирати спосіб з’єднання з вищим коефіцієнтом використання, враховуючи фактичні вимоги до надійності електропостачання.

2.2.2 Конфігурація обладнання для компенсації реактивної потужності
У трикутнику потужностей, якщо активна потужність залишається незмінною, зменшення коефіцієнту потужності призведе до збільшення потреби в реактивній потужності. У реальній роботі, електричне обладнання часто потрібно розширювати через недостижність номінальної потужності, що зменшує коефіцієнт використання та збільшує втрати на лінії. Тому необхідно зменшити зайву потужність обладнання за допомогою компенсації реактивної потужності.
На практиці, місцева компенсація є оптимальним методом, який може зменшити втрати при передачі реактивної потужності. Проте, повне впровадження має проблеми з безпекою та витратами. Рекомендується поєднувати три методи: рівнева компенсація, централізоване встановлення та розподілене встановлення, щоб уникнути перевищення компенсації.

2.3 Покращення коефіцієнту тривалості життя

Продовжіть ефективний термін служби обладнання шляхом реального моніторингу та управлінням на всьому життєвому циклі:

2.3.1 Посилення моніторингу стану роботи
Використовуйте кількісні показники для оцінки стану обладнання (наприклад, 1 — найкращий, 0 — найгірший) і слідкуйте за числовими коливаннями в реальному часі. Якщо значення виходить за межі встановленого діапазону або нижче порогу, негайно визначте, що це аномалія, і організуйте ремонт або заміну.

2.3.2 Оптимізація управління робочим середовищем
Робота трансформатора легко впливає від факторів оточення, таких як надзвичайні погодні умови та різниця температур. Необхідно провести комплексну оцінку оточуючого середовища, щоб точно визначити стан обладнання. Водночас, необхідно захищати обладнання від надмірного старіння через такі фактори, як температура, вологість та світло, проводячи регулярні перевірки (особливо після екстремальної погоди), щоб зменшити втрати.

2.3.3 Стандартизація управління виведенням з експлуатації
На основі параметрів продуктивності обладнання та інструкції, розробіть місячний план виведення з експлуатації, і строго виконайте його, враховуючи дані моніторингу стану. Для трансформатора, визначеного для виведення з експлуатації, треба написати відгук про виведення, і завершити внутрішні процедури, такі як ідентифікація та перевірка; для невикористаного обладнання, яке можна повторно використовувати, його треба зберігати в відповідному середовищі, і проводити комплексну перевірку та пробне використання перед повторним введенням в експлуатацію.
Після підтвердження, що обладнання списане, і завершення відповідних процедур, матеріали, що пішли на спадщину, треба оцінити, зареєструвати та упорядкувати. Конкретні методи упорядкування включають повторне використання виробником, упорядкування відповідно до правил, тощо.