Выбор и использование силовых трансформаторов

Расчетный срок службы трансформатора обеспечивается при соблюдении условий:

S _н.т = S _ном; U _сеть = U _ном; τ_о.ср = τ_ном, где S _н.т – нагрузка трансформатора; U _сеть – напряжение сети, к которой подключен трансформатор; τ_о.ср – температура окружающей среды.

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора (автотрансформатора) необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузка данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки. График позволяет утверждать, соответствуют ли эксплуатационные условия загрузки теоретическому сроку службы, определяемому заводом-изготовителем (обычно 20–25 лет). Если при выборе номинальной мощности трансформатора на однотрансформаторной подстанции исходить из условия

S _ном ≥ Σ Р _max ≥ P _p, где max Σ Р − максимальная активная нагрузка пятого года эксплуатации; Р _р − проектная расчетная мощность подстанции, то при графике с кратковременным пиком нагрузки (0,5−1 ч) трансформатор длительное время будет работать с недогрузкой. При этом неизбежно завышение номинальной мощности трансформатора и, следовательно, завышение установленной мощности подстанции. В ряде случаев выгоднее выбирать номинальную мощность трансформатора, близкую к максимальной нагрузке достаточной продолжительности с полным использованием его перегрузочной способности с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

Перегрузки трансформатора можно определить при преобразовании заданного графика нагрузки в эквивалентный в тепловом отношении (рис. 5.3).

Номинальная мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной

подстанции, как правило, определяется аварийным режимом работы подстанции: при установке двух трансформаторов их мощность выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного из них оставшийся мог обеспечить нормальное электроснабжение потребителей с допустимой аварийной перегрузкой.

Рис. 5.3. Графики нагрузки: _________ начальная нагрузка; − − − − − − пиковая нагрузка, превышающая номинальную; 1 – фактический суточный график; 2 – двухступенчатый, эквивалентный фактическому графику

Номинальная мощность трансформатора на подстанции, МВА, с числом трансформаторов п > 1 в общем виде определяется из выражения

S _ном ≥ Р _р/(k _п.н(п -1)cosφ), где Р _р = Р _mах k _1-2 – расчетная мощность, МВт; Р _mах – суммарная активная максимальная нагрузка подстанции на расчетный уровень пять лет, МВт; k 1-2 – коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й и 2-й категорий; k _п.н – коэффициент допустимой аварийной перегрузки; cosφ – коэффициент мощности нагрузки.

Аварийные перегрузки масляных трансформаторов со всеми видами охлаждения:

перегрузка, %...... 30 45 60 75 100 200

t, мин.................. 120 80 45 20 10 1,5