1 Вариант

2 (2.2.5) Вариант

,

где К_зг – коэффициент заполнения графика; t_пм – время работы с максимальной нагрузкой в течение суток, ч.

1 вариант 0,70 < 1,065

2 вариант 0,55 < 1,065

Т.к. условие выполняется, то оба варианта трансформаторов в номинальном режиме работы обеспечат надежное электроснабжение не перегреваясь.

2.2.5 Проверяем надежность электроснабжения в аварийном режиме работы по условию

(2.2.6)

,

где S_{I кат} – мощность потребителей I категории, кВА.

(2.2.7)

,

где 0,83 – количество потребителей I категории.

1 Вариант

2 Вариант

1 вариант 35000 кВА > 29186,80 кВА

2 вариант 44800 кВА > 29186,80 кВА

Т.к. условие выполняется, то оба варианта трансформаторов обеспечат надежное электроснабжение потребителей I категории в аварийном режиме.

2.2.6 Для окончательного выбора варианта выписываем каталожные данные выбранных трансформаторов в виде таблицы [6], табл. 27.8 стр. 58

Таблица 2.2.1

Тип	Sнт, кВА	Uн, кВ		Потери, кВт		Uкз, %	Iхх, %	Сх. и гр. соед. обмоток
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТРДН – 25000/110	25000	115	6,3-6,3	30	120	ВН-НН-20 НН-НН-30	0,75	YH / Д-Д-11-11
ТРДН – 32000/110	32000	115	6,3-6,3	70	175	ВН-НН-20 НН-НН-32	3,5	YH / Д-Д-11-11

Окончательно выбираем 1 вариант, т.к. он загружен в соответствии с требованиями ПУЭ, кроме того, у него меньшие потери мощности холостого хода и короткого замыкания, чем у 2 варианта.

ТРДН – 25000/110 – трехфазный двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой низкого напряжения, с охлаждением Д, с регулированием под нагрузкой, номинальной мощностью 25000 кВА, класса напряжения 110 кВ.

На всех электрических станциях и подстанциях уста­навливаются силовые трансформаторы, предназначенные для преобразования электроэнергии переменного тока од­ного напряжения в другое. Наибольшее распространение получили трехфазные трансформаторы, так как потери в них на 12 – 15 % ниже, а расход активных материалов и стоимость на 20 – 25 % меньше, чем в группе из трех од­нофазных трансформаторов такой же суммарной мощности.

Основными частями трансформатора является магнитопровод 5 с обмотками высокого и низкого напряжения 3 (рис. 2.2.1). Магнитопровод набирают из отдельных листов холоднокатаной стали Э330, Э330А, изолированных друг от друга для уменьшения потерь в стали. В магнитопроводе проходит основной магнитный поток, благодаря которому энергия первичной обмотки электромагнитным путем пере­дается во вторичную обмотку. Обмотки выполняют из элек­тротехнической меди или алюминия круглого или прямо­угольного сечения. Количество витков в первичной и вто­ричной обмотках зависит от напряжения. Витки обмотки изолированы друг от друга кабельной бумагой, от магнитопровода – маслом и цилиндрами из электрокартона.

Трансформатор трехфазный с масляным охлаждением

Рисунок 2.2.1

Обмотки высокого напряжения (ВН) от обмоток низкого на­пряжения (НН) изолированы маслом и электрокартоном. Концы обмоток ВН 6 выведены из бака 1 через изолято­ры 9, а обмоток НН – через изоляторы 10. Пакеты магнитопровода стянуты с помощью нижней 2 и верхней 4 ярмовых балок. Для регулирования напряжения путем изменения коэффициента трансформации используется пе­реключатель 7. Бак заполнен маслом, которое служит не только для изоляции обмоток, но и для их охлаждения. Охлаждение самого масла происходит при естественной циркуляции его в баке и радиаторных трубах 15. Бак полностью заливается маслом, а для компенсации изменения объема при охлаждении или нагреве предусмотрен расши­ритель 12 с маслоуказателем 13 и газовым реле 14 на соеди­няющем трубопроводе.

При коротком замыкании внутри трансформатора резко повышается давление внутри бака вследствие разложения масла. Во избежание повреждения бака на крышке 8 уста­новлена предохранительная труба 11. Наружный конец трубы закрыт мембраной. При внезапном повышении дав­ления в баке масло поднимается по трубе, мембрана раз­рушается и часть масла выбрасывается наружу.

Для слива масла служит кран 16. Для перемещения трансформатора используют катки 17.

Системы охлаждения, применяемые для трансформато­ров, зависят от мощности трансформаторов.

Принципиальная схема системы охлаждения Д

Рисунок 2.2.2

Масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуля­цией масла (Д) применяется для трансформаторов до 100000 кВА. Навесные охладители 2 из радиаторных труб соединены с баком трансформатора 1 (рис. 2.2.2). Вентилятор 3 засасывает воздух снизу и обдувает нагретую по­верхность труб. Пуск и останов вентиляторов может осу­ществляться автоматически в зависимости от нагрузки и температуры нагрева масла.

Схема и группа соединения обмоток трансформатора ТРДН – 25000/110 показаны на рис. 2.2.3. Об­мотки ВН 110 кВ и выше, как правило, соединяются в звез­ду, что позволяет облегчить изоляцию обмоток, так как она рассчитывается в этом случае на фазное напряжение . Соединение в звезду с выведенной нулевой точкой применяется в том случае, когда нейтраль обмотки зазем­ляется. Обмотки НН 0,69 кВ и выше соединяются в тре­угольник, что позволяет уменьшить сечение обмотки, так как она рассчитывается в этом случае на фазный ток . Обмотки НН 0,23 и 0,4 кВ соединяются в звезду с выведенным нулем, что позволяет использовать междуфазное на­пряжение для присоединения электродвигателей, а фаз­ное – для присоединения осветительной нагрузки.

Условные обозначения показывают схему и группу со­единения обмоток. Группа соединения показывает угло­вое смещение векторов линейных ЭДС обмоток НН по отношению к векторам соответствующих линейных ЭДС обмотки ВН и обозначаются числом, которое, бу­дучи умноженное на 30, дает угол смещения в гра­дусах.

При включении трансформаторов на параллельную ра­боту необходимо соблюдать тождественность схем и групп соединений.

Условное буквенное обозначение трансформаторов со­держит следующие данные: число фаз (О – однофазный; Т – трехфазный); вид охлаждения (М, Д, ДЦ, С и др.), число обмоток, если оно больше двух (Т – трехобмоточный, Р – с расщепленной обмоткой НН); регулирование напряжения под нагрузкой – Н. За буквен­ным обозначением указываются номинальная мощность, кВА; класс напряжения обмоток ВН, кВ; климатическое исполнение и размещение.

Рисунок 2.2.3

Силовые трансформаторы характеризуются следующи­ми параметрами: номинальной мощностью, напряжением, током; напряжением короткого замыкания; схемой и груп­пой соединения обмоток.

Номинальной мощностью трансформатора называется значение полной мощности, на которую непрерывно может быть нагружен трансформатор в номинальных условиях ме­ста установки и охлаждающей среды при номинальных ча­стоте и напряжении. Для трансформаторов общего назначения, установленных на открытом воз­духе и имеющих естественное масляное охлаждение без обдува и с обдувом, за номинальные условия охлаждения принимают естественно изменяющуюся температуру наруж­ного воздуха (среднесуточная не более 30° С, среднегодовая не более 20° С).

Трансформаторы, расположенные в камерах с естествен­ной вентиляцией, при среднегодовой температуре до 20° С могут непрерывно нагружаться на их номинальную мощ­ность. При этом срок службы трансформатора несколько снижается из-за худших условий охлаждения.

Номинальные напряжения обмоток – это напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе транс­форматора. Для трехфазного трансформатора – это его линейное напряжение, для однофазного, предназначенного для включения в трехфазную группу, соединенную в звез­ду, – это .

Коэффициент трансформации трансформатора

(2.2.8)

,

где U_{ном ВН} – номинальное напряжение обмотки высокого напряжения, кВ; U_{ном НН} – номинальное напряжение обмотки низкого напряжения, кВ; W₁ – число витков обмотки ВН; W₂ – число витков обмотки НН.

Номинальными токами трансформатора называются указанные в заводском паспорте значения токов в обмот­ках, при которых допускается длительная нормальная ра­бота трансформатора. Номинальный ток любой обмотки трансформатора определяют по ее номинальной мощности и номинальному напряжению:

(2.2.9)

;

(2.2.10)

,

где S_нт – номинальная мощность трансформатора, кВА.

Напряжение короткого замыкания характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора и зависит от взаимного расположения обмоток на магнитопроводе.

Его величина определяется из опыта короткого замыкания и численно равна напряжению, при подведении которого к одной обмотке трансформатора в другой обмотке, замкну­той накоротко, проходит номинальный ток. В каталогах оно приводится выраженным в процентах от номинального.