11. 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 ≥ ΣР_max ≥ P_p , где max ΣР − 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; k1-2 – 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

12. Цеховые подстанции третьего уровня системы электроснабжения.

Цеховые трансформаторные подстанции напряжением 6–10/(0,4–0,69) кВ не имеют, как правило, сборных шин первичного напряжения как при радиальном (рис. 6.1, а), так и при магистральном питании (рис. 6.1, б). При радиальной схеме питания глухое присоединение к линии 6–10 кВ (рис. 6.2, а) идет от распределительной подстанции 4УР (к глухим присоединениям относят и применение штепсельного кабельного разъема).

При магистральном (кольцевом, петлевом) питании на вводе трансформатора устанавливают: при номинальной мощности S _ном ≥ 630 кВА – предохранитель и выключатель нагрузки (рис. 6.2, б); при S _ном ≤ 400 кВА – разъединитель и предохранитель (рис. 6.2, в). Для трансформаторов 25–100 кВА можно устанавливать лишь один разъединитель.

Рис. 6.1. Схемы питания трансформаторов ЗУР: а – радиальная; б – магистральная

6.2. Схемы включения трансформаторов КТП в электрическую сеть (описание в тексте)

Широко применяемые КТП не имеют сборных шин первичного напряжения и отличаются только конструкцией (в зависимости от завода изготовителя).