И. Карапетян - Справочник по проектированию электрических сетей

Таблица 5.13

Окончание табл. 5.13

5.3.9. Мощности и напряжения КЗ трансформаторов

Мощности и напряжения КЗ трансформаторов и АТ 220–750 кВ установлены в ГОСТ 17544—85 и отражают сложившуюся в 60–70 гг. прошлого столетия ситуацию с развитием энергетики СССР и потребности в силовых трансформаторах в условиях централизованного планирования.

Следует отметить, что в зарубежных стандартах эти параметры устанавливаются непосредственно заказчиком исходя из конкретных условий использования трансформаторов.

В последнее десятилетие в энергетике и трансформаторостроении за рубежом наметилась тенденция снижения максимальных мощностей блочных трансформаторов в трехфазном исполнении. Это обусловлено экономическими соображениями ввиду необходимости иметь на электростанции резервные трансформаторы (фазы) для обеспечения надежного электроснабжения.

Указанная тенденция получает в последние годы практическое применение в отечественной энергетике, в частности при расширении действующих ТЭЦ с установкой на них крупных ПГУ мощностью 400–800 МВт. В табл. 5.14 приведены значения мощностей и напряжений КЗ блочных трансформаторов мощностью более 400 МВА по ГОСТ 17544—85 и рекомендуемые для повышения надежности энергетических блоков.

Таблица 5.14

Увеличение напряжения КЗ помимо повышения электродинамической стойкости обмоток при КЗ приводит к улучшению технико-экономических характеристик трансформаторов — снижению массы и потерь холостого хода. Поэтому при разработке новых мощных блочных трансформаторов в последнее время по согласованию с заказчиком и проектными организациями принимаются более высокие значения Uк.

В табл. 5.15 даны рекомендуемые значения Uк для силовых трансформаторов мощностью 400 МВ-А и выше.

Расчеты показывают, что указанное увеличение Uк в блочных трансформаторах практически не влияет на пропускную способность сети, так как Uк трансформаторов примерно в 2 раза меньше Uк генераторов.

Таблица 5.15

В автотрансформаторах 220–500 кВ по ГОСТ 17544-85 в режиме ВН-СН Uк составляет 10–11,5 %. Для уменьшения токов КЗ в ряде случаев целесообразно использовать Uk более высоких значений.

5.3.10. Трансформаторы со сниженным уровнем изоляции

Снижение уровня изоляции является важным фактором повышения технико-экономических показателей трансформаторов, позволяющим уменьшить потери холостого хода и полную массу трансформатора.

В последние годы на Московском электрозаводе разработаны серии АТ 167 МВА и 267 МВА напряжением 500/220 кВ со сниженным на одну ступень уровнем изоляции без изменения каких-либо требований к системе защиты от перенапряжений, что особенно важно для эксплуатации при замене старых конструкций трансформаторов. Параметры указанных АТ приведены в табл. 5.16.

В настоящее время ОАО ХК «Электрозавод» приступил к разработке и освоению трансформаторов нового поколения, в котором за счет применения новых материалов, конструктивных и технологических решений значительно повышается технический уровень трансформаторов: снижаются потери холостого хода, повышается надежность, решается проблема отказа от капитальных ремонтов в течение всего срока службы трансформаторов.

Таблица 5.16

В табл. 5.17-5.27 приведены основные каталожные и расчетные данные трансформаторов.

Таблица 5.17

Таблица 5.18

Таблица 5.19

Окончание табл. 5.19

Таблица 5.20

Таблица 5.21

Окончание табл. 5.21

Таблица 5.22

Таблица 5.23

Окончание табл. 5.23

Таблица 5.24

Таблица 5.25

Окончание табл. 5.25

Таблица 5.26

Таблица 5.27

Продолжение табл. 5.27

Окончание табл. 5.27

Таблица 5.28

Таблица 5.29

5.3.11. Кабельные трансформаторы

В настоящее время за рубежом широкое применение в распределительных сетях 10–20 кВ и на напряжении 110–500 кВ получили кабели с изоляцией из СПЭ. Одновременно с этим разработаны сухие трансформаторы с использованием поперечносшитого полиэтиленового кабеля.

Кабельные трансформаторы обладают повышенной надежностью благодаря простоте конструкции и высокой надежности кабеля, более безопасны и меньше воздействуют на окружающую среду, чем маслонаполненные трансформаторы.

Фирма АББ предлагает кабельные трансформаторы в диапазоне напряжений 36-145 кВ мощностью до 150 МВА.

Областью применения кабельных трансформаторов могут являться ПГВ в городах, где имеются высокие требования к пожаро-и взрывобезопасности, снижению загрязнения окружающей среды. В настоящее время препятствием к их применению является высокая стоимость.

5.3.12. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов на понижающих подстанциях

Выбор количества трансформаторов (АТ) зависит от требований к надежности электроснабжения питающихся от ПС потребителей.

В практике проектирования на ПС рекомендуется, как правило, установка двух трансформаторов.

Применение однотрансформаторных ПС допускается:

в качестве первого этапа сооружения двухтрансформаторной ПС. При этом на период работы одного трансформатора должно быть обеспечено резервирование электроснабжения потребителей по сетям вторичного напряжения;

для питания потребителей, допускающих перерыв электроснабжения на время, достаточное для замены поврежденного трансформатора (например, насосные станции орошения земель);

Установка более двух трансформаторов (АТ) применяется:

на ПС промышленных предприятий, если необходимо выделить по режиму работы толчковые нагрузки (например, электропечи);

если целесообразно использование на ПС двух средних напряжений;

если для покрытия нагрузки недостаточно предельной мощности двух трансформаторов по существующей шкале.

на действующей двухтрансформаторной ПС при росте нагрузок сверх расчетного уровня по согласованию с заказчиком.

если для повышения надежности электроснабжения потребителей по требованию заказчика целесообразна установка трех трансформаторов (например, на ряде ПС, обеспечивающих электроснабжение г. Москвы).

Мощность трансформаторов выбирается по нагрузке пятого года эксплуатации, считая с года ввода первого трансформатора в работу.

Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключении наиболее мощного из них на время ремонта или замены оставшиеся в работе (с учетом их допустимой по ТУ перегрузки и резерва по сетям СН и НН) обеспечивали питание полной нагрузки.

Суммарная установленная мощность трансформаторов должна удовлетворять условиям

где

nт, Sт — количество и единичная мощность трансформаторов;

Pmax — максимальная нагрузка ПС в нормальном режиме;

Рав = Pmax − Ррез — нагрузка ПС в послеаварийном режиме после выхода из работы одного трансформатора;

Ррез — часть нагрузки ПС, резервируемая по сетям вторичного напряжения;

nотк — количество отключенных трансформаторов;

Кав — допустимый коэффициент перегрузки трансформатора в аварийных случаях по стандартам и ТУ (см. п. 5.3.7).

Выбор мощности трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно производится согласно стандарту 14209—97. В соответствии со стандартом в аварийных случаях трансформаторы классов напряжения до 110 кВ включительно допускают перегрузку в 1,4 номинальной мощности. Перегрузка допускается на время максимума нагрузки продолжительностью не более 4 ч в сутки при условии, что предшествующая нагрузка составляла не более 0,8 номинального значения и температура охлаждающего воздуха во время перегрузки t = 20 °C. Поэтому для двухтрансформаторной ПС при отсутствии резервирования по сетям вторичного напряжения мощность каждого трансформатора должна быть не выше 0,7 Рав но не менее Pmax/2.