Выбор трансформаторов ГПП

Надежность электроснабжения предприятия достигается за счет установки на подстанции двух трансформаторов. При этом соблюдается положение, при котором любой из оставшихся в работе трансформаторов (при аварии с другим) обеспечивает потребную мощность полностью или с некоторым ограничением. Двухтрансформаторные подстанции обычно экономически более целесообразны, чем подстанции с большим количеством трансфоматоров.

Однотрансформаторные ГПП допустимы только при наличии централизованного резерва трансформаторов и при поэтапном строительстве ГПП. Однотрансформаторные подстанции могут сооружаться для питания неответственных потребителей III категории, если замена поврежденного трансформатора или ремонт его производится в течение не более одних суток.

Сооружение однотрансформаторных подстанций для потребителей II категории допускается при наличии централизованного передвижного трансформаторного резерва или при наличии другого резервного источника питания, включаемого вручную.

Мощность трансформаторов выбирается по условиям:

при установке одного трансформатора

при установке двух трансформаторов

при установке n трансформаторов

где Smax - наибольшая нагрузка подстанции, МВА.

Пример

Выбранная мощность должна обеспечивать нагрузку трансформатора непрерывно в течение всего срока службы при нормальных условиях охлаждающей среды. Под этими условиями понимают:

1) температуру охлаждающей среды, равную 20’С;

2) превышение средней температуры масла над температурой охлаждающей среды для систем охлаждения М и Д 44’С, а для систем охлаждения ДЦ и Ц - 36’С;

3) превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над средней температурой обмотки 13’С;

4) отношение потерь к.з. к потерям х.х., равное пятикратному;

5) во время переходных процессов в течение суток наибольшая температура верхних слоев масла не должна превышать 95’С, а наиболее нагретая точка металла обмотки - 140’С.

Последнее условие справедливо только для эквивалентной температуры окружающей среды, равной 20’С. При резком снижении этой температуры необходимо следить за нагрузкой трансформатора по контрольно-измерительным приборам.

Приведенные условия влияют на износ изоляции, что изменяет срок службы трансформатора.

Важной характеристикой силовых трансформаторов является их нагрузочная способность, представляющая собой совокупность допустимых нагрузок и перегрузок.

Опыт эксплуатации показал, что трансформаторы могут быть без ущерба для нормального срока службы загружены в течение части суток (года) сверх номинальной мощности, если в другую часть рассматриваемого периода их нагрузка была меньше номинальной. Загрузка трансформатора сверх номинальной мощности называется перегрузкой.

Различают аварийные и систематические перегрузки трансформаторов. Аварийная перегрузка допускается в исключительных случаях (аварийных) в течение ограниченного времени, когда перерыв в электроснабжении потребителей недопустим.

Систематическая перегрузкатрансформатора допустима за счет неравномерности нагрузки его в течение суток (года). Трансформатор может быть перегружен зимой за счет снижения его нагрузки летом, т.е. когда нагрузка снижается вообще и естественный срок службы трансформатора увеличивается за счет снижения температуры металла обмоток при летних нагрузках. Допускается перегружать трансформатор в зимнее время на 1% на каждый процент недогрузки в летнее время, но всего не более, чем на 15%.

В соответствии с ГОСТ 14209-69 систематическую перегрузку трансформатора можно определить по кривым кратностей допустимых перегрузок

Величину и продолжительность допустимых перегрузок, а также термический износ изоляции обмоток при перегрузках можно определить также, используя прямоугольные двухступенчатые или многоступенчатые графики нагрузки, в которые необходимо преобразовать заданные или реальные графики нагрузки.

На рис.5.2 изображен суточный график нагрузки, из которого видно, что в ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума перегружен. При недогрузке износ изоляции мал, а во время перегрузки значительно увеличивается. Для подсчета допустимой систематической нагрузки действительный график преобразуется в двухступенчатый.

Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика определяется по выражению

где s1, s2,..., sm - значения нагрузки в соответствующих интервалах.

Коэффициент максимальной нагрузки в интервале максимума

Если , то принимают К2=К’2.

Если , то принимают К2=0,9Кmax.