3.5. Выбор трансформаторов

Для определения перегрузочной способности трансформаторов с тем, чтобы износ их изоляции был в пределах технических норм по ГОСТ 14209-95, требуется информация о графиках нагрузки потребителей. Если при выполнении проекта суточные графики нагрузки ПС не заданы, то можно считать допустимой перегрузку на 40 % в послеаварийном режиме. Поэтому на двухтрансформаторных ПС номинальная мощность трансформаторов выбирается с учетом следующих условий:

• в нормальном режиме должно быть обеспечено питание нагрузки потребителей, присоединенных к трансформатору со стороны НН без перегрузки трансформаторов

• если энергосистема может обеспечить при выходе из строя одного из трансформаторов его ремонт или замену в течение суток, то требуется резервирование только потребителей I и II категорий. При этом оставшийся в работе трансформатор должен обеспечить питание потребителей I и II категорий ПС с учетом допустимой перегрузки на 40 % сверх номинальной мощности

• при отсутствии возможности замены в течение суток поврежденного трансформатора его номинальную мощность выбирают по формуле

Мощность трансформаторов определяется или одновременным выполнением условий (25) и (26), или условием (27).

Наличие или отсутствие резервных трансформаторов в системе указывает преподаватель при выдаче задания. При отсутствии такого указания студенту предоставляется право самому задать это условие и выбирать трансформаторы либо по (25) и (26), либо по (27).

Если на подстанции установлен один трансформатор, то допускается его регулярная перегрузка в режимах наибольших нагрузок на 10‒20 %. Это соответствует условию выбора трансформатора:

Выбирают трансформаторы согласно [1]. Справочные и расчетные данные наиболее используемых трансформаторов приведены в приложении П.11.

Загрузку трансформаторов характеризует коэффициент загрузки, определяемый по формулам, в нормальном режиме:

где n - количество трансформаторов на ПС;

в после аварийном:

Для однотрансформаторных ПС понятие отсутствует.

При определении загрузок трансформаторов в послеаварийном режиме, выбранных по формулам (25) и (26), в послеаварийном режиме необходимо учитывать, что часть потребителей III категории может быть отключена для обеспечения в послеаварийном режиме перегрузки не более 40 % ( ). Следует определить процентный объем потребителей III категории, подлежащих отключению по формуле

где ‒ полная мощность потребителей III категории.

Сведения о трансформаторах вносят в табл. 3.

Таблица 3 ‒ Выбор трансформаторов

№ п\п	Расчетная величина	Обозн.	ПОДСТанции
			I Вар	… Вар	N Вар
1	Номинальное напряжение подстанции, кВ
2	Наибольшая полная нагрузка ПС, МВ∙А
3	В том числе потребителей 1, 2 категорий,%
4	Номинальная мощность трансформаторов, МВ·А
5	Тип трансформаторов	‒
6	Количество трансформаторов на ПС
7	Загрузка трансформаторов в нормальном режиме
8	Загрузка трансформаторов в послеаварийном режиме
9	Объем потребителей Ш категории, подлежащих отключению в послеаварийном режиме

При выборе трансформаторов по формуле (27) строки 3 и 9 можно исключить из табл. 3.

Если рассматриваются варианты сети с различными или разным количеством трансформаторов на ПС, в табл. 3 следует использовать графы для различающихся вариантов. В противном случае эти графы не нужны.

Пример 5. Выбрать трансформаторы для проектируемой сети. Учесть установку КУ (Пример 2) и схемное отличие вариантов (примеры 3, 4). В энергосистеме имеется возможность замены поврежденных трансформаторов в течение суток.

Нагрузки подстанций (табл. 1.1):

Рассмотрим выбор трансформаторов на примере ПСЗ. Результаты расчетов по ПСЗ и другим подстанциям сведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 ‒ Выбор трансформаторов

№ п/п	Обозн.	Ед. изм.	ПОДСТАНЦИИ
			1	2	3			4		5
					Вар. I,IV,V	Bap. II
1		кВ	110	110	110	110	110		110
2		МВ·А	48,82	27,6	15,86	15,86	6,82		7,56
3		%	60	50	40	40	70		60
4		МВ·А	225	216	210	116	26,3		26,3
5	‒	‒	ТРДН	ТДН	ТДН	ТДН	ТМН		ТМН
6		шт	2	2	2	1	2		2
7		о.е.	0,98	0,86	0,79	0,99	0,54		0,6
8		о.е.	1,95	1,72	1,58	‒	1,08		1,2
9		%	70,8	37,7	19,5	‒	‒		‒

По формулам (25), (26) находим мощность трансформаторов при выполнении подстанций с двумя трансформаторами, например ПС3 в вариантах I, IV, V.

Выбираем трансформаторы ТДН-10000/110 (П.11.2). По формуле (28) находим мощность трансформатора при выполнении ПСЗ с одним трансформатором (вариант II):

Выбираем трансформатор ТДН-16000/110 (П.11.2).Коэффициент загрузки для двухтрансформаторного исполнения ПСЗ (29), (30):

Для однотрансформаторного исполнения ПСЗ:

На подстанциях ПС1, ПС 2 и ПСЗ при двухтрансформаторном исполнении требуется разгрузка при авариях в режимах наибольшей нагрузки. По формуле (31) находим процент отключения потребителей III категории, например, для ПСЗ при I варианте схемы.