Силовые трансформаторы

Являются основным электрооборудованием, обеспечивающим передачу ЭЭ от ЭС к ЭП и ее распределение. С помощью трансформаторов осуществляется повышение напряжения до значений (35, 110, 220, 330, 500 кВ) необходимых для ЛЭП, а также ступенчатое понижение напряжений до значений, применяемых непосредственно в ЭП (10; 6; 0,66; 0,4; 0,22; 0,127 кВ).

Силовые трансформаторы выпускаются номинальной мощностью, кратной мощности 10, 16, 25, 63 кВ*А в трехфазном и однофазном исполнении.

На п/ст применяют повысительные или понизительные трансформаторы трехфазные или группу однофазных с двумя или тремя раздельными обмотками – двух – и трехобмоточные (рис. 5.9 а,б). Выпускаются трансформаторы с расщепленной вторичной обмоткой (рис. 5.9, в), применение которых позволяет снизить токи к.з. на НН, а также электрически осуществлять раздельное питание ЭП с резкопеременной и спокойной нагрузкой.

Каждый трансформатор характеризуется:

- коэффициентом трансформации

- номинальной мощностью S_ном;

- номинальными токами первичной и вторичной обмоток I_1ном и I_2ном;

- потерями х.х. и к.з. ;

- напряжением к.з. U_к и током х.х. i_хх;

- группой соединения обмоток.

U_к – напряжение, которое необходимо подвести к одной из обмоток при замкнутой накоротко другой, чтобы в последней протекал номинальный ток.

i_хх – ток, который при номинальном напряжении устанавливается в одной обмотке при разомкнутой другой обмотке.

Группа соединения – угловое смещение векторов между одноименными вторичными и первичными линейными напряжениями обмоток трансформатора (кратное 30^о).

Регулирование коэффициента трансформации можно осуществлять при включенном (под нагрузкой) или отключенном трансформаторе путем изменения числа витков, как правило, первичной обмотки.

Трансформаторное масло, заполняющее бак трансформатора, выполняет функции изоляции и охлаждающей среды. При работе трансформатора масло непрерывно циркулирует, поглощая выделяемое в обмотках и магнитопроводе тепло, нагреваясь и поднимаясь вверх. Затем нагретое масло движется вниз вдоль охлаждающих поверхностей (радиаторов, по трубам, стенкам бака), отдавая теплоту в окружающее пространство.

В зависимости от мощности трансформаторов применяют виды охлаждения:

- естественное масляное (М);

- масляное с воздушным дутьем (Д);

- с естественным воздушным охлаждением в тр-рах с сухой изоляцией (С).

Буквы в обозначении типа трансформатора означают:

1-ая Т или О – трехфазный или однофазный;

2-ая Р – наличие расщепленной обмотки;

2-ая или 3-я – система охлаждения (М, Д, С);

3-я – Т – трехобмоточный;

3-я или 4-я – Н – выполнение обмотки ВН с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН);

Цифры в наименовании трансформатора означают следующее. Числитель дроби – номинальная мощность в кВ*А; знаменатель – напряжение обмотки ВН в кВ.

Например, наименование трансформаторе ТРДН – 25000/110 означает: трехфазный с расщепленной вторичной обмоткой; система охлаждения – масляное с воздушным дутьем; с РПН; мощность – 25000 кВА; первичное напряжение 110 кВ.

В некоторых случаях более экономично вместо трансформатора применять автотрансформаторы, в которых используется магнитная связь обмоток и электрическая связь частей обмоток ВН и НН. Благодаря электрическому соединению первичной и вторичной обмоток передача мощности в автотрансформаторе осуществляется и электромагнитным, и электрическим путем.

Автотрансформатор характеризуется:

- номинальной (проходной) мощностью – предельная мощность, которая может быть передана через обмотку ВН (S_ном);

- типовой (расчетной) мощностью, которая передается электромагнитным путем (S_тип);

- коэффициентом выгодности автотрансформатора

.

Автотрансформатор с S_ном эквивалентен по размерам и затрате материалов на его изготовление трансформатору с номинальной мощностью a*S_ном. Чем ближе k к единице, тем меньше а и тем меньше по размерам и дешевле автотрансформатор по сравнению с трансформатором. Поэтому автотрансформаторы целесообразно применять при небольших k.