Выбор трансформаторов и автотрансформаторов на понижающих подстанциях

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Нормальный срок службы силовых трансформаторов в настоящее время равен 30 годам. Действительный срок службы трансформатора в значительной степени зависит от таких исключительных воздействий, как перенапряжения, короткие замыкания в сети и аварийные перегрузки. Нагрузка и температура окружающей среды, превышающие номинальную, вызывают ускоренный износ изоляции и магнитной системы и могут привести к повреждению трансформатора во время превышения нагрузки и сокращению срока службы трансформатора. Поэтому при выборе трансформаторов определяющим условием является их нагрузочная способность.

Рекомендации о предельных допустимых на1рузках изложены в стандартах и относятся к разным по мощности трансформаторам, а также к разной нагрузке, которая может быть постоянной, цикличной и аварийной перегрузкой. При этом трансформаторы принято подразделять на следующие категории:

• • распределительные трансформаторы, имеющие мощность до 2500 кВ • А;
• • средние трансформаторы до мощности 100 МВ А;
• • трансформаторы большой мощности.

Распределительные трансформаторы по виду изолирующей и охлаждающей среды классифицируют на масляные (масло минеральное или синтетическое, включая жидкий негорючий диэлектрик) и сухие, в гом числе трансформаторы с твердой изоляцией. Трансформаторы средней и большой мощности являются масляными.

Допустимым режимом нагрузки называется режим продолжительной нагрузки трансформатора, при котором расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превышает износа, соответствующего номинальному режиму работы. Перегрузочным считается такой режим, при котором расчетный износ изоляции превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Основанием для ограниченных во времени перегрузок трансформатора является неполная нагрузка трансформатора в период, предшествующий допустимой нагрузке, и пониженная температура охлаждающей среды (воздуха или воды).

В практике проектирования на подстанциях рекомендуется, как правило, установка двух трансформаторов одинаковой мощности.

Применение однотрансформаторных подстанций разрешается:

• • в качестве первого этапа сооружения двухтрансформаторной подстанции. При этом на период работы одного трансформатора должно быть обеспечено резервирование электроснабжения потребителей по сетям вторичного напряжения;
• • для питания потребителей, допускающих перерыв электроснабжения на время, достаточное для замены поврежденного трансформатора.

Установка более двух трансформаторов (автотрансформаторов) применяется:

• • на подстанциях промышленных предприятий, если необходимо выделить по режиму работы толчковые нафузки (например, электропечи);
• • если целесообразно использование на подстанции двух средних напряжений;
• • если для покрытия нафузки недостаточно предельной мощности двух трансформаторов по существующей шкале;
• • на действующей двухтрансформаторной подстанции при росте нагрузок сверх расчетного уровня по согласованию с заказчиком;
• • если для повышения надежности электроснабжения потребителей по требованию заказчика целесообразна установка трех трансформаторов (например, на ряде подстанций, обеспечивающих элекфоснабжение г. Москвы).

Мощность трансформаторов выбирается по нафузке пятого года эксплуатации, считая с года ввода первого трансформатора в работу.

Выбор мощности масляных трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно производится согласно ГОСТ 14 209–97 (IEC 60 354−1991¹⁴). Исходными данными для выбора трансформаторов являются суточные графики нагрузки новых подстанций для характерных дней зимнего и летнего периодов, сезонные эквивалентные температуры охлаждающего воздуха для населенных пунктов, в которых строятся новые подстанции, а также предполагаемый вид охлаждения трансформаторов.

Эквивалентной температурой окружающей среды называется условно постоянная температура, которая в течение рассматриваемого периода времени вызывает такой же износ изоляции, как и изменяющаяся температура окружающей среды за такой же промежуток времени (сутки, месяц или год).

Коэффициент допустимой перегрузки зависит от системы охлаждения трансформатора. Виды систем охлаждения трансформаторов и их условные обозначения приведены в табл. 7.6 (ГОСТ Р 52 719−2007).

Таблица 7.6.

Виды систем охлаждения трансформаторов и их условные обозначения

¹⁴ Здесь и далее указывается стандарт МЭК (IEC), на основе которого составлен указанный Госстандарт.

Окончание табл. 7.6.

Примечание. Обозначения систем охлаждения масляных трансформаторов, залитых синтетическим маслом, включая жидкий негорючий диэлектрик (например, LNAF и LFAF), указывают в нормативных документах на данные трансформаторы.