Классификация силовых трансформаторов

К силовым трансформаторам общего назначения относятся трехфазные трансформаторы мощностью более 5 кВ·А и однофазные мощностью более 4 кВ·А, предназначенные для нужд народного хозяйства / ГОСТ 11677 – 85 (1999)/

По ГОСТ 11677 – 85 (1999) силовые трансформаторы классифицируют:

- по условиям работы - на трансформаторы, предназначенные для работы в нормальных и специальных условиях;

- по виду изолирующей и охлаждающей среды - на масляные (в маркировке буква «М») и сухие (С) трансформаторы, трансформаторы, заполненные негорючим жидким диэлектриком (Н), трансформаторы с литой изоляцией (Л);

- по типам, характеризующим назначение и основное конструктивное исполнение: в том числе:

- по числу фаз – трехфазные (в обозначении на первой позиции буква «Т») и однофазные («О»);

- по способу регулирования напряжения: трансформаторы с РПН, трансформаторы с ПБВ и т.д.).

Нормальные условия работы характеризуют следующими данными:

высота установки над уровнем моря - не более 1000 м (для трансформаторов класса напряжения до 500 кВ);

климатическое исполнение - У (по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1).

При этом среднесуточная температура воздуха не более 30 °С и среднегодовая температура воздуха не более 20 °С.

По заказу потребителя могут изготавливаться трансформаторы климатического исполнения - ХЛ или УХЛ (по ГОСТ 15150, ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 17412).

При температуре охлаждающей среды, отличающейся от установленной, при выборе номинальной мощности трансформатора должна быть учтена температура охлаждающей среды в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Виды систем охлаждения трансформаторов и их условные обозначения должны соответствовать табл.

Вид системы охлаждения трансформатора	Условное обозначение вида системы охлаждения в РФ	Условное обозначение вида системы охлаждения принятое МЭК
Сухие трансформаторы
Естественное воздушное при открытом исполнении	С	AN
Естественное воздушное при защищенном исполнении	СЗ	ANAN
Естественное воздушное при герметичном исполнении	СГ	ANAN
Воздушное с принудительной циркуляцией воздуха	СД	ANAF
Масляные трансформаторы
Естественная циркуляция воздуха и масла	М	ONAN
Принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла	Д	ONAF
Естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с ненаправленным потоком масла	МЦ	OFAN
Естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с направленным потоком масла	НМЦ	ODAN
Принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла	ДЦ	OFAF
Принудительная циркуляция воздуха и масла с направленным потоком масла	НДЦ	ODAF
Принудительная циркуляция воды и масла с ненаправленным потоком масла	Ц	OFWF
Принудительная циркуляция воды и масла с направленным потоком масла	НЦ	ODWF
Трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком
Естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком	Н	LNAF
Охлаждение негорючим жидким диэлектриком с принудительной циркуляцией воздуха	НД	LNAF
Охлаждение негорючим жидким диэлектриком с принудительной циркуляцией воздуха и с направленным потоком жидкого диэлектрика	ННД	LFAF

 

Условное обозначение трансформаторов

Структурная схема условного обозначения трансформатора имеет следующий вид.

 

Х

Х

/

Х

¾

Х

Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150

Класс напряжения стороны ВН, кВ

Номинальная мощность трансформатора, кВ·А

Буквенная часть обозначения типа трансформатора

 

Класс напряжения трансформатора устанавливают по классу напряжения его обмотки ВН.

Для трансформаторов, разработанных до 01.07.87, допускается указывать последние две цифры года выпуска рабочих чертежей.

Буквенная часть условного обозначения типа трансформатора должна содержать обозначения в следующем порядке:

А - автотрансформатор;

О или Т - однофазный или трехфазный трансформатор;

Р - расщепленная обмотка НН;

условное обозначение видов охлаждения - по табл. 7.1;

З - исполнение трансформатора (с естественным масляным охлаждением или с охлаждением негорючим жидким диэлектриком) с защитой при помощи азотной подушки без расширителя;

Л - исполнение трансформатора с литой изоляцией;

Т - трехобмоточный трансформатор;

Н - трансформатор с РПН;

С - исполнение трансформатора собственных нужд электростанций.

Примеры условных обозначений:

ТСЗ-100/10-У3 - трансформатор трехфазный сухой с естественным воздушным охлаждением при защищенном исполнении, двухобмоточный, мощностью 100 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, исполнения У категории 3:

ТМН-2500/110-У1 - трансформатор трехфазный масляный с охлаждением при естественной циркуляции воздуха и масла, двухобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой, мощностью 2500 кВ·А, класса напряжения 110 кВ, исполнения У категории 1.

 

Основные паспортные данные трансформатора, использующиеся при его выборе

1. Условное обозначение схемы и группы соединения обмоток.

2. Номинальная мощность в киловольтамперах (указывают также мощности основных обмоток трехобмоточных трансформаторов и мощность обмотки НН трехобмоточных автотрансформаторов).

Номинальная мощность трансформатора соответствует такой продолжительной нагрузке трансформатора, при которой при номинальных условиях износ изоляции обмоток от нагрева соответствует нормативному, а превышение температуры масла и обмоток соответствует номинальным. установленным ГОСТ 14201.

ПТЭЭП п.2.1.23. При номинальной нагрузке трансформатора температура верхних слоев масла должна быть не выше (если заводами-изготовителями в заводских инструкциях не оговорены иные температуры): у трансформаторов с системами масляного охлаждения (далее - М) и масляного охлаждения с дутьем (далее - Д) - 95 град. С.

По ГОСТ 14209 температура наиболее нагретого внутреннего слоя обмотки в длительном режиме не должна превышать 98^О С. Если температуру увеличить на 6^ОС, срок службы изоляции сократится почти вдвое (правило 6 градусов).

 

3. Номинальные напряжения трансформатора и напряжения ответвлений в вольтах или киловольтах.

4 Напряжение короткого замыкания на основном ответвлении в процентах (для трехобмоточных трансформаторов указывают напряжение короткого замыкания всех пар обмоток).

5. Потери холостого хода.

6. Потери короткого замыкания на основном ответвлении во всех парных режимах.

7. Потери и напряжение короткого замыкания на крайних ответвлениях - для трансформаторов РПН.

8. Напряжение короткого замыкания всех пар частей расщепленной обмотки и пар из каждой части расщепленной обмотки и каждой из нерасщепленных обмоток на основном и крайних ответвлениях - для трансформаторов с расщепленными обмотками.

9. Ток холостого хода.

Выбор числа трансформаторов

При выборе числа трансформаторов на подстанциях необходимо учитывать, во-первых, требования к надежности электроснабжения потребителей I-й, II-й и III-й категорий, и, во-вторых, возможности обеспечения резервирования по электрическим сетям вторичного напряжения. При этом исходными данными для выбора числа трансформаторов на подстанциях являются: доля потребителей I-й, II-й и III-й категорий по степени надежности электроснабжения в суммарной расчетной мощности предприятия и варианты возможных схем внешнего и внутреннего электроснабжения, обеспечивающие требуемую степень резервирования.

На ГПП и ПГВ, как правило, устанавливается два силовых трансформатора. Это, во-первых, обеспечивает надежное питание потребителей всех категорий. А во-вторых, по сравнению с тремя трансформаторами значительно упрощает схему и конструкцию подстанции.

Однотрансформаторные ГПП и ПГВ допускается применять только при возможности обеспечения резервирования нагрузок I категории по сетям вторичного напряжения от соседних ГПП, ТЭЦ или от других независимых источников питания [3. 20].

Подстанции 35-110 кВ (ГПП, ПГВ) с числом силовых трансформаторов более двух применяются, когда нельзя обеспечить надежное питание из-за особенностей технологического режима или по условиям роста нагрузок, например:

- для питания электроприемников нефтеперекачивающих станций (НПС) двух нефтепроводов, расположенных на одной площадке, рекомендуется применять подстанции с тремя трансформаторами с расщепленными вторичными обмотками без РУ 6(10) кВ подстанции. Причем РУ-6(10) кВ НПС-1 и НПС-2 питаются каждое от одного трансформатора по двум линиям; третий трансформатор находится в горячем резерве и подключен к РУ 6(10) кВ НПС-1 и НПС-2 двумя линиями [24];

- для питания электроприемников НПС трех нефтепроводов, расположенных на одной площадке, рекомендуется применять подстанции с четырьмя трансформаторами с расщепленными вторичными обмотками без РУ 6(10) кВ подстанции. Причем РУ-6(10) кВ НПС-1, НПС-2 и НПС-3 питаются каждое от одного (своего) трансформатора по двум линиям; четвертый трансформатор находится в горячем резерве и подключен к РУ 6(10) кВ НПС-1, НПС-2 и НПС-3 двумя линиями [24];

- на стадии реконструкции по условиям дальнейшего роста нагрузок, когда технически и экономически целесообразной является установка третьего трансформатора вместо замены одного (или обоих) из работающих трансформаторов на трансформатор большей мощности [ 20].

Если третий (четвертый) трансформатор питается при этом от независимого источника питания, то при соответствующем построении схемы на стороне 6(10) кВ можно обеспечить достаточную надежность питания электроприемников особой группы.

Выбор числа (и мощности) распределительных (цеховых) трансформаторов в общем случае должен производиться на основании технико-экономических расчетов исходя из удельной плотности нагрузки, полной расчетной нагрузки объекта (корпуса, цеха, отделения), стоимости электроэнергии и других факторов [3]. В большинстве случаев на промышленных предприятиях применяются одно или двухтрансформаторные подстанции.

Однотрансформаторные распределительные подстанции следует применять [20]:

- для питания электроприемников III–й категории, которые в соответствии с ПУЭ допускают питание только от одного нерезервированного источника питания;

- для питания электроприемников любых категорий при наличии резервных связей на вторичном напряжении, обеспечивающих необходимую степень надежности для электроприемников I-й и II-й категорий, и при условии, что доля нагрузок I-й категории составляет не более 15-20% [спэ ].

Двухтрансформаторные распределительные подстанции следует применять [20]:

- при значительной мощности нагрузок I-й категории;

- при трехсменной (или непрерывном режиме) работе электроприемников II-й категории.

Подстанции с большим числом трансформаторов применяются редко. Хотя следует иметь в виду, что распределительные подстанции с числом трансформаторов более двух повышают надежность электроснабжения и во многих случаях более целесообразны, чем двух трансформаторные подстанции [20].