Анализ вариантов использования теплоты системы охлаждения электрических трансформаторов АО Йошкар-Олинской ТЭЦ-1 для подстанции Кожино 110/35/6 кВ

ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 8
1.1 Анализ основных тенденций повышения эффективности систем масляного охлаждения трансформаторов 8
1.2 Преимущества и недостатки существующих технологий отбора низкопотенциального тепла охлаждающих жидкостей 12
1.3 Перспективы использования тепла системы охлаждения трансформаторов для отопления помещений 14
1.4 Способы использования избыточного тепла системы охлаждения силовых трансформаторов в системе энергообеспечения 17
1.5 Системы утилизации тепла трансформаторов и автотрансформаторов 220?750 кВ 19
Выводы по главе 23
2 РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 25
2.1 Общие сведения о подстанции Кожино 110/35/6 кВ 25
2.2 Способ прямого отбора тепла нагрева через водомасляный теплообменник 29
2.3 Методика теплового расчета масляной системы охлаждения силового трансформатора 43
2.4 Теплотехнический расчет 57
Выводы по главе 68
3 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 82

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Задача снижения расхода электрической энергии на собственные нужды подстанций (ПС) является одним из аспектов общей проблемы по снижению уровня потерь и повышению эффективности работы электроэнергетических систем, которая приобретает в настоящее время все большее значение. Это связано как с увеличением трансформаторной мощности ПС, так и с появлением на ПС сверхвысокого напряжения крупных потребителей электрической и тепловой энергии.
Современные трансформаторы имеют достаточно высокий коэффициент полезного действия, который в зависимости от мощности может достигать 99 % и более. Однако при работе трансформатора часть трансформируемой электромагнитной энергии теряется и выделяется в виде тепла, которое рассеивается в окружающую среду.
Тепловые потери в трансформаторах большой мощности составляют сотни киловатт. Для снижения этих потерь осуществляется целый ряд мероприятий, проводимых как на стадии конструирования и изготовления трансформаторов, так и в процессе их эксплуатации в энергосистемах. Однако тепловые потери трансформаторов и автотрансформаторов можно не только снижать, но и полезно использовать, для целей теплоснабжения [6].

Весь текст будет доступен после покупки

1 ОБЗОРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Анализ основных тенденций повышения эффективности систем масляного охлаждения трансформаторов

Предельный нагрев частей трансформатора ограничивается изоляцией, срок службы которой зависит от температуры нагрева. Чем больше мощность трансформатора, тем интенсивнее должна быть система охлаждения.
Наибольшее распространение получили трансформаторы с естественным масляным охлаждением.
Назначение и параметры систем масляного охлаждения
В трансформаторах с естественным масляным охлаждением активные части (обмотки, магнитопровод), являющиеся источниками тепла, устанавливаются в баке, заполненном трансформаторным маслом. Тепло, выделяемое в обмотках и магнитопроводе, передается через их наружную поверхность охлаждающему маслу. Нагретое масло имеет меньшую плотность, чем холодное масло вблизи стенок бака. Возникает конвективная циркуляция масла в баке. Около нагретых частей оно двигается, постепенно нагреваясь, вверх; около стенок бака, постепенно охлаждаясь и отдавая тепло с запасом через стенки бака окружающему воздуху, — вниз (рис. 1.1, а).
В установившемся режиме в каждом горизонтальном сечении устанавливается такое распределение температуры (рис. 1.1, б), при котором превышение температуры магнитопровода и обмоток над маслом, с одной стороны, и превышение температуры масла над окружающим воздухом, с другой стороны, оказываются достаточными для того, чтобы все тепло, выделяемое в активных частях, передавалось за счет конвекции масла и от масла к стенкам бака, а затем от наружной поверхности стенок бака путем конвекции и теплового излучения к окружающему воздуху [5].

а) б)
Рисунок 1.1 – Изменение температуры по высоте трансформатора: 1 - температура масла; 2 - температура стенок бака; 3 - температура обмотки; 4 - температура магнитопровода; 5 - магнитопровод; 6 - обмотка НН; 7 - обмотка ВН; 8 - стенка бака; 9 - масло; 10 - воздух

Внутри магнитопровода, обмоток и стенки бака благодаря большой теплопроводности металлов, из которых они изготовлены, температура изменяется незначительно. Значительно большие перепады температуры наблюдаются в изоляции обмоток и при передаче тепла от магнитопровода и наружной поверхности изоляции обмоток к маслу и от масла к стенкам бака. Особенно велик перепад температуры между наружной поверхностью стенки бака и окружающим воздухом.
С увеличением мощности трансформатора возникают проблемы с отводом тепла от наружной поверхности бака. Это связано с тем, что потери в трансформаторе, приходящиеся на единицу поверхности, возрастают пропорционально первой ступени линейного размера.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Блинов, А.О. Теория менеджмента: учебник для бакалавров / А. О. Блинов, Н. В. Угрюмова. - 2-е изд., стер. - Москва: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2020. - 298 с. - ISBN 978-5-394-03550-0. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1091530 (дата обращения: 25.04.2022). - Режим доступа: Электронно-библиотечная система Znanium.com - Текст: электронный
2. Блудова, С.Н., Экономика : учебное пособие / С. Н. Блудова, А. П. Новосельцева, М. А. Эренценова, В. А. Гладилин. - Москва : Русайнс, 2022. - 239 с.
3. Борисов, Е.Ф. Экономика : учебник и практикум / Е. Ф. Борисов. - 7-е изд., перераб. и доп. - Москва : Издательство Юрайт, 2021. - 383 с.
4. Боровков, В.М. Ремонт теплотехнического оборудования и тепловых сетей [Текст]: учебник для образовательных учреждений, реализующих программы среднего профессионального образования / В. М. Боровков, А. А. Калютик, В. В. Сергеев. - М. : Академия, 2021. - 199 с.
5. Бородин К. ФСК применила технологию утилизации тепла силовых трансформаторов. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://energo-news. ru/archives/119176 (дата обращения: 08.05.2024).
6. Бударгин, О.М., Воротницкий, В.Э. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Единой национальной электрической сети. ООО ИПК «Платина». 2014.
7. Варфоломеев, Ю.М. Отопление и тепловые сети [Текст] : учебник для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 2914 "Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств и вентиляции" / Ю. М. Варфоломеев, О. Я. Кокорин. - изд. испр. - М.: Инфра-М, 2020. - 480 с.

Весь текст будет доступен после покупки