Силовые трансформаторы и автотрансформаторы

Силовые трансформаторы и автотрансформаторы

3. 1 Типы и основные параметры трансформаторов

Типы трансформаторов (1)

Трёхфазный

Потери на 12 ÷ 15% ниже

Стоимость на 20 ÷ 25% меньше

Группа однофазных

Применяется, если невозможно изготовление трехфазных тр-ров или затруднена их транспортировка

Типы трансформаторов (2)

Двухобмоточный

Трёхобмоточный

С расщеплённой обмоткой НН

Основные параметры трансформаторов

• номинальная мощность (полная);
• номинальное напряжение;
• номинальный ток;
• напряжение к.з.;
• ток х.х.;
• потери к.з;
• потери х.х.

Группы соединений обмоток

Y/ Δ -11

3.2 Системы охлаждения трансформаторов

Естественное воздушное охлаждение (С)

«Сухие» трансформаторы применяются при мощности до 1600 кВ · А и напряжении до 15 кВ

Естественное масляное охлаждение (М )

Мощность до 16 000 кВ · А

Масляное охлаждение с дутьём и естественной циркуляцией масла (Д)

Мощность до 100 000 кВ · А

Масляное охлаждение с дутьём и принудительной циркуляцией масла (ДЦ)

Мощность 63 000 кВ · А и более

Масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла (Ц)

Мощность 100 000 кВ · А и более

Принципиальная схема охладителя системы ДЦ

Адсорбный фильтр

Вентиляторыобдува

Н

Охладитель

Бак тр-ра

Буквенное обозначение трансформаторов

А – автотрансформатор

Т – трехфазный, О – однофазный

Р – с расщепленной обмоткой НН

Тип охлаждения (С, М, Д, ДЦ, Ц)

Т – трехобмоточный

Н – с РПН

С – для с. нужд

С

Т

Н

Р

Д

Т

ДЦ

Т

Н

А

Р

О

Ц

3. 3 Особенности конструкции и режимы работы автотрансформаторов

Двухобмоточный автотрансформатор

U в

U с

Двухобмоточный автотрансформатор

Трёхобмоточный автотрансформатор ВН →СН, ВН →НН

Трёхобмоточный автотрансформатор СН →ВН, СН →НН

Трёхобмоточный автотрансформатор НН →ВН, НН →СН

Достоинства и недостатки автотрансформаторов

Достоинства:

• меньший расход материалов (меди, стали, изоляции);
• меньшая масса и габариты;
• меньшие потери и больший к.п.д.;
• более легкие условия охлаждения.

Недостатки:

• необходимость глухого заземления нейтрали;
• сложность регулирования напряжения;
• опасность перехода атмосферных перенапряжений между обмотками ВН и СН.

3 .4 Номинальная мощность и нагрузочная способность трансформаторов

Номинальная мощность – значение полной мощности на основном ответвлении, гарантированное заводом-изготовителем при:

• номинальных условиях охлаждающей среды;
• номинальном напряжении;
• номинальной частоте.

Нагрузочная способность – способность трансформатора нести нагрузку сверх номинальной при условиях эксплуатации, определяемых:

• предшествующей нагрузкой;
• температурой охлаждающей среды.

Старение изоляции трансформатора

V – срок службы,

A , a – постоянные,

θ – температура изоляции в наиболее нагретой точке.

Кратковременная аварийная перегрузка масляных трансформаторов

Перегрузка по току, %

Доп. длительность, мин

30

120

45

60

80

75

45

20

100

10

Работа трансформатора по двухступенчатому графику нагрузки (1)

Населённый пункт

Неклепаев, стр. 58

Неклепаев, стр. 52

Работа трансформатора по двухступенчатому графику нагрузки (2)

Работа трансформатора по произвольному графику нагрузки (1)

Работа трансформатора по произвольному графику нагрузки (2)

Проверка по двухступенчатому графику

Допустимые перегрузки трансформаторов

Длительная аварийная перегрузка масляных трансформаторов допускается на 40%

в течение не более 5 суток, продолжительностью не более 6 часов в сутки, если коэффициент начальной загрузки не превышает 0,93

Как правило, допускается систематическая перегрузка масляных трансформаторов на 5%

3. 5 Выбор трансформаторов и автотрансформаторов в схемах электростанций

Выбор трансформаторов блоков

ТБ

ТБ

ТСН

ТСН

м.н.

с.н.

с.н.

~

~

Г

Г

Выбор (авто)трансформаторов связи для КЭС и ТЭЦ (1)

P нг , Q нг

~

~

C

C

РУ СН

РУ ВН

РУ ВН

P изб , Q изб

...

...

ГРУ

...

...

~

~

~

~

P нг , Q нг

...

m

n

~

~

P изб , Q изб

m

Выбор (авто)трансформаторов связи для КЭС и ТЭЦ (2)

Нормальный режим 1:

• генераторы, подключенные к РУ СН КЭС (ГРУ ТЭЦ), выдают номинальную мощность;
• минимальная нагрузка.

Аварийный режим 1: отключение одного (авто)трансформатора связи в нормальном режиме 1

Выбор (авто)трансформаторов связи для КЭС и ТЭЦ (3)

Нормальный режим 2:

• один из генераторов, подключенных к РУ СН КЭС (ГРУ ТЭЦ), остановлен;
• максимальная нагрузка.

Аварийный режим 2: отключение одного (авто)трансформатора связи в нормальном режиме 2

Выбор блочных автотрансформаторов связи (1)

P нг , Q нг

~

C

P изб.ВН , Q изб.ВН

РУ СН

РУ ВН

...

...

...

...

~

~

~

~

~

~

n

m

Выбор блочных автотрансформаторов связи (2)

~

~

~