7 Выбор числа и мощности трансформаторов главной понизительной подстанции

Выбор числа, типа и мощности силовых трансформаторов для питания электрических нагрузок промышленного предприятия производится следующим образом:

– определяется число трансформаторов на подстанции, исходя из необходимости обеспечения высокой надежности с учетом категории потребителя;

– намечаются варианты мощности выбираемых трансформаторов с учетом допустимой нагрузки их в нормальном режиме и допустимой перегрузки в послеаварийном режиме;

– определяется экономически целесообразное решение из намеченных вариантов;

– учитывается возможность расширения или развития подстанции, решается вопрос о возможной установки более мощных трансформаторов на тех же фундаментах либо предусматривается возможность расширения подстанции за счет увеличения числа трансформаторов.

На ГПП и ПГВ число трансформаторов в большинстве случаев принимается не более двух. Это значительно упрощает схему и конструкцию подстанции (ПС), как правило, обеспечивает надежное питание потребителей всех категорий.

Однотрансформаторные ГПП и ПГВ допускается применять лишь в отдельных случаях при возможности обеспечения послеаварийного питания нагрузок первой категории по связям вторичного напряжения с соседними ГПП, с ТЭЦ или другими источниками питания. При этом должна быть предусмотрена возможность быстрой замены трансформатора.

Число трансформаторов высшего напряжения, устанавливаемых на ПС, принимается, как правило, не менее двух. Они подключаются к разным секциям (системам) шин. При расширении ПС число трансформаторов может возрасти до 3-4 при наличии обоснования.

Номинальная мощность трансформатора двухтрансформаторной определяется по формуле:

;

,

где – потери активной мощности в трансформаторе, приближенно определяемые как ;

– потери реактивной мощности в трансформаторе. Приближенно потери в трансформаторах при напряжении на высокой стороне равны:

– 35 кВ ;

– 110 кВ ;

– 220 (330) кВ .

Затем выбранный трансформатор проверяется на перегрузочную способность по ГОСТ 14209-97

, (3)

где К₂ – коэффициент аварийной перегрузки при отключении одного из трансформаторов во время аварии, определяемый по таблицам аварийных перегрузок.

Данный коэффициент зависит от коэффициента начальной нагрузки (K₁), температуры охлаждающей среды во время аварии (θ_охл), длительности перегрузки (h), а также от системы охлаждения трансформатора. В соответствии с [6, 23, 27] k₂ = 1,4 при соблюдении следующих условий: в тех случаях, когда нагрузка трансформаторов (для систем охлаждения М, Д, ДЦ и Ц) до и после аварийной перегрузки не превышала 0,9 от его паспортной мощности, его возможно перегружать в срок до 5 суток на 40 % при температуре охлаждающего воздуха θ_охл не более +30 °C, но при этом продолжительность перегрузки в каждые сутки не должна превышать 6 часов (суммарная продолжительность перегрузки подряд или с разрывами), при температуре охлаждающего воздуха θ_охл более +30 °C величина перегрузки снижается до 30 % и продолжительность ее уменьшается до 4 часов в сутки.

Коэффициент начальной нагрузки K₁ определяется как

,

где – среднеквадратичная нагрузка; n – число трансформаторов.

Возможно использование коэффициента начальной нагрузки в максимальном режиме

.

Если при проверке трансформатора в аварийном режиме не выполняется условие (3), то необходимо предусмотреть отключение части потребителей III категории или увеличить мощность трансформатора на одну ступень.