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.

При проектировании, строительстве, пуске и эксплуатации эти условия никогда (что и согласуется с теорией техноценозов) не выполняются.

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 ≥ ∑ P_max ≥ P_p, (5.1)

где ΣР _max − 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).

Рисунок 5.3 - Графики нагрузки: ¾¾¾ начальная нагрузка; − − − − − − пиковая нагрузка, превышающая номинальную; 1 – фактический суточный график; 2 – двухступенчатый, эквивалентный фактическому графику

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.

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

P_p

S_ном ≥ ——————, (5.2)

K_п.н (n-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