Главные понизительные подстанции. Выбор трансформаторов ГПП.

При выборе типа трансформаторов на ГПП

а) желательно использовать трехфазные трансформаторы или автотрансформаторы, а при невозможности - группы из однофазных трансформаторов;

б) следует применять автотрансформаторы, если этому не препятствуют ограничения (способ заземления, большой коэффициент трансформации);

в) целесообразно использовать при наличии трех уровней напряжения трехобмоточные трансформаторы иди автотрансформаторы;

г) для раздельного питания резкопеременной и общепромышленной нагрузок целесообразно применять трансформаторы с расщепленными обмотками или сдвоенные реакторы с двухобмоточным трансформатором;

д) перспективным является применение трансформаторов или автотрансформаторов с РПН.

Число трансформаторов на ГПП обычно связывается с необходимым числом источников питания для данного потребителя, а оно, как известно, определяется категорийностью.

По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ электроприемники разделяют на три категории.

К I категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из их состава выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Во II категорию входят электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

К III категории относят все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий.

Надежность электроснабжения непосредственно связана с числом независимых источников питания и схемой электроснабжения. Так, электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников питания, а перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого, взаимно резервируемого источника питания. В качестве второго и третьего источников питания могут использоваться местные электростанции, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Электроприемники II категории могут иметь один - два независимых источника питания (решается при конкретном проектировании в зависимости от значения, которое имеет данный потребитель или группа электроприемников на промышленном предприятии).

Для электроприемников III категории электроснабжение может осуществляться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, вызванные ремонтом или заменой поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Мощность трансформаторов выбирается по номенклатуре выпускаемы промышленностью [1, 5], (приложение 1) так, чтобы в нормальном режиме их коэффициенты загрузки К_з были в пределах: I категории – 0,65¸0,7, II – 0,7¸0,75, III – 0,9¸0,95, а в аварийном не превышал бы 1,3¸1,4, по формулам 2.1, 2.2.

(2.1)

, (2.2)

где N- количество трансформаторов, - мощность трансформатора по номенклатуре.

Следует заметить, что повышающие трансформаторы изготавливают таким образом, что они имеют на высшей стороне напряжение на 10% выше номинального напряжения сети, а понижающие имеют низшее напряжение на 5 – 10% выше номинального напряжения сети, которая от них получает питание. Это делается для того, чтобы скомпенсировать потери напряжения в них.

Силовые трансформаторы изготавливают как в трехфазном (Т), так и в однофазном (0) исполнении. Все дело в их мощности (при мощностях свыше 100 МВА – в однофазном исполнении).

Системы охлаждения 3 типов: масляная (М), с дутьем (Д) и централизованная (Ц).

Кроме мощности и величины номинального напряжения обмоток, основными параметрами трансформаторов являются:

напряжение К.З. ( );

потери холостого хода ( );

потери короткого замыкания ( );

ток холостого хода ( ).

К числу важнейших характеристик трансформаторов относятся также группа соединений обмоток и вид охлаждения.

Подробно эти вопросы рассматриваются в курсе эл. машин. Поэтому, чтобы здесь не повторяться, сосредоточимся на вопросах, имеющих прямое отношение к данному курсу. И первым вопросом будет: как выбрать между трансформатором и автотрансформатором. При каких условиях автотрансформатор будет выгоднее, чем трансформатор?

На рис. 1 приведена схема автотрансформатора.

Рис. 1

Проходная (последовательная) мощность автотрансформатора может быть определена так:

,

где - коэффициент трансформации , а - номинальная мощность автотрансформатора.

Т.к. , то и .

А известно, что размеры и масса автотрансформатора определяются не , а проходной (последовательной) мощностью . Поэтому, чем меньше , тем выгоднее автотрансформатор по сравнению с трансформатором. Этим и объясняется использование автотрансформаторов для связи сопряженных напряжений, с коэффициентом трансформации 1,5 – 2. Например, для связи напряжения 110 и 220 кВ, 220 и 330 кВ и т.д.

В распределительных эл. сетях чаще всего питание потребителей происходит при напряжении 110 – 220 кВ, а распределение при напряжении 6 – 35 кВ, условий для использования автотрансформаторов, с учетом вышесказанного, нет.