Выбор трансформаторов - ­­­Электрическая часть электростанций

При выборе числа и типов трансформаторов стремятся сократить затраты как на сами трансформаторы, так и на сооружение РУ, уменьшая его размеры и объем устанавливаемой электротехнической аппаратуры. Высокая надежность трансформаторов дает возможность увеличивать их единичную мощность и уменьшать удельную стоимость (руб/(кВ-А) ]. При этом сокращается и число аппаратов, устанавливаемых на подстанции. Отсюда вытекает, что для заданных условий необходимо выбирать трансформаторы предельной мощности. По существу, основными и практически единственными ограничениями предела мощности являются транспортные ограничения (масса и габариты трансформатора, допускаемые к перевозке по железной дороге) ввиду того, что трансформаторы обычно перевозятся в собранном виде. Дробление мощности и установка нескольких трансформаторов вместо одного разрешается только при транспортных ограничениях. Переход на трехфазные трансформаторы также удешевляет установку, так как расход активных материалов (медь и сталь) в них на 20—25 % меньше, чем в группе однофазных трансформаторов равной мощности. Поэтому, как правило, предписывается во всех случаях устанавливать трехфазные трансформаторы, и только при транспортных ограничениях или невозможности изготовления трехфазных единиц необходимой мощности допускается дробление мощности или установка однофазных трансформаторов. Значительные экономические преимущества имеют автотрансформаторы, которые меньше обычных трехфазных трансформаторов по габаритам и имеют меньшее число обмоток, меньше меди и стали. Однако автотрансформаторы не должны применяться в сетях с изолированной нейтралью и в сетях, заземленных через дугогасительные катушки, так как в них могут возникать опасные повышения потенциала нейтрали автотрансформатора. Схема включения автотрансформатора также исключает применение его в сетях, имеющих постоянный фазовый сдвиг. Недостатком автотрансформатора является общая нейтраль у двух обмоток высокого напряжения, которая должна быть заземлена наглухо. Обычно автотрансформаторы широко применяют вместо трехобмоточных трансформаторов для связи двух РУ на подстанциях с двумя повышенными напряжениями, что позволяет сократить затраты на 20—50 % и значительно уменьшить эксплуатационные расходы.

Высокая эксплуатационная надежность трансформаторов позволяет сократить степень резервирования, устанавливая резервную единицу только при большом числе трансформаторов на электростанции (больше шести). Резерв на подстанциях, как правило, применяют скрытый, используя перегрузочную способность трансформаторов, которую определяет ГОСТ 14209—85. Возможность перегрузок трансформаторов вытекает из того обстоятельства, что на подстанциях они практически никогда не несут постоянной нагрузки, а большую часть суток бывают недогружены. При этом срок службы изоляции недоиспользуется. Аварийная перегрузка независимо от длительности предшествующего рабочего режима и температуры окружающей среды может быть трехкратной в течение полутора минут, двукратной в течение десяти минут и 1,3-кратной в течение двух часов (см. § 1-14). Длительность и численное значение систематической перегрузки (т. е. такого режима, при котором часть времени нагрузка трансформатора выше, а остальное время ниже его номинальной мощности, и, таким образом, износ изоляции не превышает номинального) определяются тем же ГОСТ 14209—85. При вычислении систематической перегрузки учитываются постоянная времени нагрева трансформатора, его начальная нагрузка, предполагаемая длительность максимальной перегрузки, а также тип охлаждения трансформатора и температура охлаждающей среды. Что касается однофазных трансформаторов, то установка резервной фазы допускается только при числе фаз, большем девяти, причем резервная фаза должна устанавливаться взамен поврежденной только путем ее перекатки. Применение джемперных схем (постоянных перемычек) не рекомендуется из-за удорожания РУ, а также потому, что при переключениях в схеме возможны ошибки персонала, ведущие к аварийным состояниям. Все автотрансформаторы независимо от их положения в схеме станции (АТ связи или АТ в блоке с генератором) выбираются со встроенным устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) на стороне высокого или среднего напряжения. Если необходимо независимое регулирование напряжения на обеих обмотках, то на одной из них применяют РПН, а на другой — линейный вольтодобавочный трансформатор. Блочные двухобмоточные трансформаторы не нуждаются в устройствах РПН, так как необходимые изменения напряжения на высокой стороне могут осуществляться регулированием возбуждения генератора.