Использование тепла силовых масляных трансформаторов для теплоснабжения.

 

Применение тепловых насосов на трансформаторных подстанция     Применение тепловых насосов на трансформаторных подстанция - это один из способов использования тепла, выделяемого силовыми масляными трансформаторами для целей теплоснабжения электрических подстанций. Целесообразность утилизации тепловых потерь трансформаторов для отопления электрических подстанций. Установка теплового насоса не требуют больших капитальных затрат и может быть рекомендована к применению как для действующих так и вновь проектируемых подстанций.

 

     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.

 

тепловые потери трансформаторов и автотрансформаторов можно не только снижать, но и полезно использовать, для целей теплоснабжения     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.

 

Схема отбора тепла от трансформатора.

     В зависимости от типа, количества и мощности, установленных трансформаторов, их нагрузки, требуемой тепловой производительности, вида используемого теплоносителя в системе отопления (трансформаторное масло, вода, воздух) и удалённости потребителей могут применяться различные схемы отбора тепла:

  • c непосредственной подачей нагретого масла в систему отопления;
  • c нагревом воды в масло-водяном теплообменнике;
  • с нагревом воды посредством теплового насоса;
  • с нагревом воздуха в масло-воздушном теплообменнике;
  • с непосредственным отводом нагретого воздуха от охлаждающих радиаторов;
  • с нагревом воздуха в водо-воздушном теплообменнике.

В данном случае была применена схема отбора тепла, с нагревом теплоносителя для нужд подстанции непосредственно при помощи теплового насоса. На подстанции установлен австрийский тепловой насос OCHSNER OWWP 56, мощностью 60 кВт.     В данном случае была применена схема отбора тепла, с нагревом теплоносителя для нужд подстанции непосредственно при помощи теплового насоса.

     На подстанции установлен австрийский тепловой насос OCHSNER OWWP 56, мощностью 60 кВт и бак теплоаккумулятор на 2 000 литров.

 

     На сегодняшний день такая система получила наиболее широкое распространение, в основном это обусловлено тем, что она позволяет использовать уже существующие радиаторы водяного отопления и передавать тепло на расстояния до 1 километра. Все остальные системы, могут передать тепло потребителям расположенным в непосредственной близости от трансформатора.

 

 

 

Схема нагрева воды посредством теплового насоса и подача ее потребителям.

 

Нагретое масло из верхней части бака трансформатора масляным насосом подается в теплообменник «масло - вода», где отдает теплоту другому теплоносителю, который циркулирует в промежуточном контуре между тепловым насосом и теплообменником «масло-вода»

 

      Нагретое масло из верхней части бака трансформатора масляным насосом подается в теплообменник «масло - вода», где отдает теплоту другому теплоносителю, который циркулирует в промежуточном контуре между тепловым насосом и теплообменником «масло-вода». В испарителе ТН теплоноситель отдает теплоту фреоновому контуру. Фреон, при поступлении теплоты начинает кипеть. После сжатия компрессором и конденсации в конденсаторе ТН температура фреона повышается, и его теплота передается воде, подаваемой потребителям.

      При температуре масла 20-30 °С температура воды достигает значений 55-65 °С. Такую схему также применяют на подстанциях 110-400 кВ.

 

 

 

Применение в схеме теплового насоса (ТН) позволяет:

  • повысить надежность трансформатора за счет разделения масляного контура и контура теплоносителя и, кроме того, не допустить перегрева изоляции трансформаторов;
  • расширить диапазон использования теплоты трансформатора, увеличить температуру нагреваемой воды и дальность транспорта тепла;
  • использовать систему отбора не только для отопления, но и для горячего водоснабжения.

     И в заключении хочется сказать, что рациональное использование тепла обусловленного потерями силовых трансформаторов, для покрытия тепловых нагрузок является одним из возможных путей экономии электроэнергии на собственные нужды подстанций. Экономический эффект при этом достигается за счет снижения доли электроэнергии используемой на покрытие тепловых нагрузок (а в ряде случаев также на охлаждение и обдув трансформаторов) в общем объеме электроэнергии расходуемой на собственные нужды подстанции. Блогер путешественник Сподин Игорь Юрьевич рассказал о четырех причинах почему стоит посетить Чеддер.

     Для решения вопроса о технико-экономической целесообразности снижения потерь и возможных размерах такого снижения необходимо принимать во внимание такие факторы как удаленность подстанции от источников централизованного теплоснабжения, соизмеримость потерь тепла трансформаторов с его потребностью и т.д., а также на конкретные условия производства и передачи электроэнергии, сложившиеся в рассматриваемом регионе.