ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 17.1. Общие сведения

Количество трансформаторов на подстанции. На подстанциях всех напряжений, как пра­вило, применяется не более двух трансформаторов по соображениям технической и экономиче­ской целесообразности. В большинстве случаев это обеспечивает надежное питание потребите­лей и в то же время дает возможность применять простейшие блочные схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении, что резко упрощает их конструктивные решения и уменьшает стоимость. Резервирование осуществляется при помощи складского и передвижного резерва.

Однотрансформаторные цеховые подстанции напряжением 6... 10 кВ можно применять при наличии складского резерва для потребителей всех групп по надежности, даже для потре­бителей первой категории, если величина их не превышает 15...20% общей нагрузки и их бы­строе резервирование обеспечено при помощи автоматически включаемых резервных перемы­чек на вторичном напряжении. Эти перемычки могут быть применены также для питания в пе­риоды минимальных режимов при отключении части подстанций.

Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяются в тех случаях, когда боль­шинство электроприемников относится к первой или второй категориям, которые не допускают перерыва в питании во время доставки и установки резервного трансформатора со склада, на что требуется не менее 3...4 ч. Двухтрансформаторные подстанции целесообразно применять также независимо от категории питаемых потребителей при неравномерном графике нагрузки, когда выгодно уменьшать число включенных трансформаторов при длительных снижениях на­грузки в течение суток или года.

Применение цеховых подстанций с числом трансформаторов более двух, как правило, экономически нецелесообразно. Более двух трансформаторов на одной цеховой подстанции применяется в следующих случаях:

при наличии крупных сосредоточенных нагрузок;

при отсутствии места в цехе для рассредоточенного расположения подстанций по произ­водственным условиям;

при раздельных трансформаторах для «силы» и «света», если установка этих трансфор­маторов целесообразна на одной подстанции;

при питании территориально совмещенных силовых нагрузок на различных напряжени­ях;

при необходимости выделения питания нагрузок с резкими, часто повторяющимися толчками, например крупных сварочных аппаратов и т. п.

Исполнение трансформаторов. На напряжении 35... 220 кВ применяются масляные трансформаторы. В ряде случаев целесообразно применение трансформаторов с расщепленны­ми обмотками вторичного напряжения 6... 10 кВ, так как благодаря их повышенному индуктив­ному сопротивлению это иногда позволяет отказаться от реактирования.

На очень крупных ГПП напряжением 110... 330 кВ применяются силовые автотрансфор­маторы. Это снижает стоимость подстанций и уменьшает потери электроэнергии на трансфор­мацию по сравнению с трансформаторами, так как автотрансформаторы рассчитываются по так называемой типовой мощности ^_типАТ которая меньше номинальной мощности:

Г _U1

V = V 1- — = _aV ,                                                  (17.1)

О типАТ О номАТ A j т                                                 1ЛО номАТ'                                                                  ^v          '

V ^U B 0

где U_C/U_B - коэффициент трансформации между средним и высшим напряжениями; а - коэффициент выгодности применения автотрансформатора по сравнению с трансформатором.

Следовательно, автотрансформаторы наиболее выгодны для связи в сетях с близкими напряжениями, например, 110 и 220 кВ, так как при этом Uc/Ub невелик.

Автотрансформаторы напряжением 220/110/10 кВ имеют примерно наполовину мень­шую массу, чем трансформаторы той же номинальной мощности. Они дают экономию мате­риалов: меди на 15...25% и стали на 50...60%. Потери энергии в автотрансформаторах меньше на 30...35%.

К недостаткам автотрансформаторов относят следующие:

автотрансформаторы не могут применяться в сетях с незаземленной нейтралью; ввиду непосредственного электрического соединения среднего и высшего напряжений возможен переход перенапряжений из одной сети в другую;

при разных режимах работы автотрансформаторов пропускная способность отдельных обмоток ограничена;

повышаются токи КЗ во вторичной сети, так как автотрансформаторы имеют меньшую реактивность, чем трансформаторы.

На напряжении 6... 10 кВ применяются масляные, совтоловые и сухие трансформаторы. Но преимущественное применение находят масляные трансформаторы.

Применение совтоловых (совтол - негорючий диэлектрик) трансформаторов мощностью до 1000... 1600 кВА целесообразно в тех случаях, когда по условиям среды нельзя устанавли­вать масляные трансформаторы и недопустима установка сухих негерметизированных транс­форматоров. При выборе этих трансформаторов необходимо учитывать их токсичность при на­личии течи совтола, так как при этом выделяются вредные пары, длительное вдыхание которых вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и носа.

Сухие трансформаторы имеют ограниченное применение, так как они дороже масляных и имеют следующие недостатки:

боятся грозовых перенапряжений;

создают при работе повышенный шум по сравнению с масляными;

требуют установки в сухих непыльных помещениях с относительной влажностью не бо­лее 65 %.

Применение сухих трансформаторов целесообразно при их мощности от 10 до 400 кВ-А. В основном они применяются там, где недопустима установка масляных трансформаторов из-за пожарной опасности, а трансформаторов с негорючей жидкостью из-за их токсичности.

Номинальная мощность трансформатора. Наивыгоднейшая мощность трансформато­ра зависит от многих факторов:

величины и характера графика электрической нагрузки; длительности нарастания нагрузки по годам; числа часов работы объекта электроснабжения; стоимости энергии и др.

Указанные факторы сочетаются различным образом и изменяются во времени.