Стандартизация в трансформаторостроении

Одной из задач стандартизации в трансформаторостроении является установление единых требований к трансформаторам, отражающих потребности эксплуатации и условия работы силовых трансформаторов в сетях, с одной стороны, и современное состояние и возможности трансформаторостроения - с другой. Фиксируя определенное состояние трансформаторостроеиия, стандарт в то же время ставит новые требования, стимулирующие дальнейший прогресс в производстве трансформаторов. Периодический пересмотр стандартов и повышение заложенных в них требований позволяют систематически совершенствовать существующие серии трансформаторов — улучшать их энергетические показатели, повышать надежность, уменьшать массу и габариты и создавать новые типы трансформаторов.

В настоящее время в области трансформаторостроения действует ряд государственных стандартов, определяющих основные требования, предъявляемые к силовым трансформаторам классов напряжения от 6 до 750 кВ для мощностей от 25 до 1 250000 кВ•А.

Эти стандарты можно подразделить на три группы.

Стандарты, содержащие требования, общие для всех силовых трансформаторов:

ГОСТ 9680-77. Ряды номинальных мощностей.

ГОСТ 11677-85. Общие технические условия.

ГОСТ 3484-77. Методы испытаний.

ГОСТ 1516-76. Нормы и методы испытаний электрической прочности.

ГОСТ 20690-75. Нормы и методы испытаний электрической прочности для трансформаторов класса напряжения 750 кВ.

ГОСТ 14209-84. Нагрузочная способность трансформаторов.

ГОСТ 16110-82. Силовые трансформаторы. Термины и определения.

Стандарты, содержащие основные параметры и технические требования для отдельных серий трансформаторов общего назначения (см. табл. 1.6).

Стандарты, содержащие основные параметры и технические требования для трансформаторов специального назначения - рудничных, электропечных, преобразовательных и др.

Таблица 1.6. Государственные стандарты, содержащие основные параметры и технические требования для трансформаторов

(и автотрансформаторов) общего назначения

гост	Вид охлаждения	Число фаз	Класс напряжения, кВ	Диапазон мощностей, кВ•А
ГОСТ 12022-76	Масляное		До 35 вкл.	25 - 630
ГОСТ 11920-85	»		До 35 вкл.	1000 - 80 000
ГОСТ 12965-85	»		110 и 150	2500 - 400 000
ГОСТ 17544-85	»	1 и 3	220 - 750	40 000 - 1 250 000
ГОСТ 18619-80 ГОСТ 14074-76	Воздушное»	3 3	0,66 До 15 вкл.	10 - 160 160 -1600

Номинальные мощности силовых трехфазных трансформаторов и автотрансформаторов определяются ГОСТ 9680-77 и представлены в табл. 1.7. Номинальные мощности однофазных трансформаторов и автотрансформаторов, предназначенных для работы в трехфазной группе, должны составлять 1/3 номинальных мощностей, приведенных в табл. 1.7.

Общие технические требования, предъявляемые к силовым трансформаторам и автотрансформаторам общего назначения, масляным и сухим, трехфазным мощностью 6,3 кВ•А и более и однофазным более

Таблица 1.7. Ряды номинальных мощностей силовых трансформаторов

(ГОСТ 9680-77), кВ•А

	-		-		-		-		-
	-		-		-		-		-
	-		-		-		-		-
	-		-				-

4 кВ/А классов напряжения до 750 кВ включительно, установлены ГОСТ 11677-85. Этот стандарт устанавливает область применения и определяет: условия работы, классификацию видов охлаждения, нормы нагрева, номинальные параметры и нагрузочную способность, допустимые превышения напряжения, электрическую прочность изоляции, схемы и группы соединения обмоток, виды переключения ответвлений обмоток, допустимые уровни шума, стойкость при коротких замыканиях и толчках нагрузки, допуски для величин, предусмотренных в стандартах, общие конструктивные требования, требования к документации, требования к надежности, правила приемки, методы испытаний, правила маркировки, упаковки, транспортировки и хранения трансформаторов, гарантии изготовителя.

Общие конструктивные требования в ГОСТ 11677-85 относятся к вводам, зажимам и трансформаторам тока; определяют необходимые условия для защиты масла трансформатора от окисления и поверхностей его частей и деталей от коррозии; устанавливают емкость расширителя и комплектацию его необходимой арматурой, а также конструктивную форму и прочность баков масляных трансформаторов, приспособления для подъема и перемещения трансформаторов, арматуру, приборы контроля уровня и температуры масла, защитные устройства, заземление и устройства контроля систем охлаждения.

Основные требования ГОСТ 11677-85, относящиеся к расчету транс, форматора или используемые в расчете, отражены в гл. 6 - 9. Схемы и группы соединения обмоток, предусмотренные стандартом для трехфазных двухобмоточных трансформаторов, приведены в табл. 1.8. Для трехфазных трехобмоточных трансформаторов предусмотрены два сочетания схем и групп соединения. Пользуясь условными обозначениями табл. 1.8, эти схемы и группы обозначают так: У_н/У_н/Д-0 - 11 и У_в/Д/Д-11 -11, принимая порядок следования обмоток ВН(СН)НН и порядок обозначения групп ВН - СН и ВН - НН.

Кроме ГОСТ 11677-85, содержащего общие технические требования к силовым трансформаторам, разрабатываются стандарты на отдельные серии трансформаторов, в которых для каждого типа трансформатора устанавливаются требования к сочетанию напряжений ВН и НН, к сочетанию схем соединения обмоток ВН и НН, параметрам холостого хода и короткого замыкания, размещению арматуры, габаритам, переключению ответвлений, арматуре и т. д.

Требования к масляным трехфазным силовым трансформаторам общего назначения на напряжения до 35 кВ включительно при мощностях от 25 до 630 кВ•А регламентируются ГОСТ 12022-76 и при мощностях от 1000 до 80 000 кВ • А - ГОСТ 11920-85.

Эти стандарты охватывают двухобмоточные трансформаторы во всем указанном диапазоне мощностей и трехобмоточные мощностью 6300 - 16000 кВ•А.

*ГОСТ 11677-85 предусмотрена также схема Д/Д-0.

стандартных напряжений ВН и НН (СН), соответствующие сочетания схем и группы соединения обмоток, параметры холостого хода и короткого замыкания, вид регулирования напряжения, габаритные размеры, арматура, комплектность поставки и некоторые другие данные. Основные требования этих стандартов, относящиеся к двухобмоточным трансформаторам, переключаемым без возбуждения (ПБВ) с нормальным (не повышенным) напряжением короткого замыкания, сгруппированы в табл. 1.9 и 1.10.

В последние годы были также переработаны и утверждены стандарты на методы испытаний силовых трансформаторов ГОСТ 3484-77, а также на испытание электрической прочности изоляции трансформаторов (ГОСТ 1516-76) и др.

ГОСТ 12965-85 устанавливает основные параметры и технические требования к масляным двух- и трехобмоточным трансформаторам общего назначения классов напряжения 110 и 150 кВ. Предусматривается выпуск трехфазных двухобмоточных трансформаторов с РПН мощностью 2,5 – 125 МВ•А класса 110 кВ и 16,0 – 63 МВ•А класса 150 кВ; трехобмоточных трансформаторов мощностью 6,3 – 80 МВ•А класса 110 кВ и 16,0 – 63 МВ•А класса 150 кВ с РПН на обмотке ВН и ПБВ на обмотке СН; двухобмоточных трансформаторов класса 110 кВ мощностью 80 МВ•А с ПБВ, а также двухобмоточных трансформаторов мощностью 125, 200 и 400 МВ•А класса 110 кВ, не имеющих ответвлений для регулирования.

Обмотки ВН, СН и НН трехобмоточных трансформаторов рассчитываются на полную номинальную мощность. Предусматривается порядок расположения обмоток от стержня наружу (НН – СН – ВН).

Таблица 1.9. Параметры холостого хода и короткого замыкания трехфазных масляных силовых трансформаторов общего назначения классов напряжения 10 и 35 кВ мощностью 25 – 630 кВ·А

(ГОСТ 12022-76)

Номинальная мощность, кВ·А	Класс напряжения	Потери, Вт	Напряжение короткого замыкания, %	Ток холостого хода, %
Холостого хода	Короткого замыкания
*	**	*	**
					4,5	4,7	3,2
					4,5	4,7	3,0
					4,5	4,7	2,8
					4,5	4,7	2,6
					6,5	6,8	2,6
					4,5	4,7	2,4
					6,5	6,8	2,4
					4,5	4,7	2,3
					6,5	6,8	2,3
					4,5	4,7	2,1
					6,5	6,5	2,1
					5,5	5,5	2,0
					6,5	6,5	2,0

Примечание: 1. Знаком «*» отмечены потери и напряжение короткого замыкания для трансформаторов мощностью 25 – 250 кВ·А при схемах соединения У/У_н – 0, Д/У_н - 11 и для трансформаторов 400 и 630 кВ·А при схемах соединения У/У_н – 0 и У/Д - 11.

2. Знаком «**» отмечены параметры короткого замыкания для трансформаторов 25 – 250 кВ·А при схеме соединения У/Z_Н - 11 и для трансформаторов 400 – 630 кВ·А при схеме Д/У_Н –11.

3. Трансформаторы с РПН мощностью 400 и 630 кВ·А и напряжением НН 0,4 и 0,69 кВ изготовляются с потерями короткого замыкания на 10 % больщими, чем указано в таблице.

Основные параметры трехфазных трансформаторов класса напряжения 110 кВ приведены в табл. 1.11. Напряжение короткого замыкания

Таблица 1.10. Параметры холостого хода и короткого замыкания трехфазных масляных силовых трансформаторов общего назначения классов напряжения 10 и 35 кВ мощностью 1000 – 80000 кВ·А, переключаемых без возбуждения (ГОСТ 11920 – 85)

Номинальная мощность, кВ·А	Класс напряжения, кВ	Потери, Вт	Напряжение короткого замыкания, %	Ток холостого хода, %
Холостого хода	Короткого замыкания
НН 0,69 кВ	НН 10,5 и 11 кВ
	10* 35	2100 2000	12200 12200	11600 11600	5,5 6,5	1,4 1,4
	10* 35	2800 2750	18000 18000	16500 16500	5,5 6,5	1,3 1,3
	10* 35	3900 3900	25000 26000	23500 23500	5,5 6,5	1,0 1,0
	10 35	5200 5300	-	33500 33500	7,5 7,5	0,9 0,9
	10 35	7400 7600	-	46500 46500	7,5 7,5	0,9 0,8
	35*		-		7,5	0,8
	35*		-		8,0	0,6
	15,75		-		10,0	0,45

Примечание: 1. Для трансформаторов мощностью 1000 – 6300 кВ·А параметры холостого хода и короткого замыкания принимаются равными для исполнений ПБВ и РПН, за исключением потерь холостого хода, которые в трансформаторах РПН могут быть на 5 – 5,5 % выше, чем в трансформаторах исполнения ПБВ.

2. для трансформаторов, отмеченных знаком «*», параметры холостого хода и короткого замыкания по ГОСТ 11920-85 устанавливаются при приемочных испытаниях. В таблице эти параметры приведены по ГОСТ 11920-73 (потери холостого хода по уровню А).

3. значения потерь и напряжения короткого замыкания указаны на основном ответвлении.

Для двухобмоточных трансформаторов установлено и_к = 10,5 % (125 МВ·А – 11,0 %). Для трехобмоточных ВН – СН 10,5 % (80 МВ·А – 11,0 %); ВН – НН: для 6,3 МВ·А – 17, для 10 – 40 МВ·А – 17,5, для 63 МВ·А – 18,0 и для 80 МВ·А – 18,5 %; СН – НН: для 6,3 МВ·А – 6,0, для 10 – 40 МВ·А – 5,5 и для 63 – 80 МВ·А – 7 %.

Государственные стандарты систематически пересматриваются и совершенствуются. Нормальным сроком для очередного пересмотра стандарта считается 5 лет.

Таблица 1.11. Параметры холостого хода и короткого замыкания трехфазных масляных силовых трансформаторов с напряжением ВН 110 кВ, отвечающих требованиям ГОСТ 12965-85

Номинальная мощность,МБ -А	Дву хобмоточные	Трехобмоточные	Ток холостого хода, %
Потери, кВт	Ток холостого хода, %	Потери, кВт
холостого хода	короткого замыкания	холостого хода	короткого замыкания

Понижающие трансформаторы

2,5	5,5		1,50	-	-	-
6,3	10,0		1,00	12,5		1,10
10,0	14,0		0,90	17,0		1,00
16,0	18,0		0,70	21,0		0,80
25,0	25,0		0,65	28,5		0,70
40,0	34,0		0,55	39,0		0,60
63,0	50,0		0,50	53,0		0,55
80,0	58,0		0,45	64,0		0,50
125,0	105,0		0,55

Повышающие трансформаторы

80,0	85,0		0,60
125,0	120,0		0,55
200,0	170,0		0,50
250,0	200,0		0,50
400,0	320,0		0,45

Примечания:

1. Все понижающие трансформаторы с РПН.

2. Повышающие трансформаторы 80 МВ•А - с ПБВ±2Х2,5 %; 125 - 400 МВ•А без регулировочных ответвлений.

3. Значения потерь короткого замыкания указаны для средней ступени напряжения.

Глава вторая