Как выбрать силовой трансформатор
Трансформатор – это сердце понижающих и распределительных подстанций. Выбор силового трансформатора сопряжён с рядом нюансов и особенностей, которые были рассмотрены в данной статье.
Основные учитываемые параметры следующие:
- Первичное напряжение (ВН) – уровень высокого напряжения питающей сети. Например, 6, 10 или 20кВ.
- Вторичное напряжение (НН) – уровень низкого напряжения, необходимого для питания потребителей электроэнергии. Например, 0,38кВ или 0,23кВ.
- Количество фаз и частота (Гц).
- Нагрузка в кВА, учитывающая потенциальный рост мощности в будущем.
- Место установки силового трансформатора: снаружи/внутри помещения.
- График нагрузки.
- Категория надёжности электроснабжения потребителей.
- Перегрузочная способность трансформатора.
Область эксплуатации силового трансформатора
Исходя из особенностей конкретной области применения, требования, предъявляемые к силовому трансформатору, значительно варьируются. Так, при переменной нагрузке трансформатор должен быть устойчив к изменениям напряжения. При осуществлении бесперебойного питания, нагрузочные потери в силовом трансформаторе должны быть доведены до минимума. Когда трансформатор питает станки большой мощности, он должен стабильно справляться с краткими перегрузками. В отдельных отраслях промышленности от силовых трансформаторов требуются высокие эксплуатационные характеристики: стабильный уровень напряжения, минимальный уровень потерь, повышенная надёжность.
Номинальная мощность силового трансформатора
Когда дело касается выбора номинальной мощности исходят из суточного графика нагрузки, отображающего среднесуточную и максимальную активную нагрузку (кВт), а также из расчётной активной нагрузки (когда нет суточных графиков), темпа роста нагрузки и стоимости электроэнергии. В практических условиях значение номинальной мощности выбирают в соответствии с графиком нагрузки и коэффициентом начальной нагрузки. Номинальная полная мощность трансформатора должна быть выше расчётной полной мощности: Sнт>Sр.
Необходимо также учитывать и температуру, при которой эксплуатируется трансформатор.
Выбор группы и схемы соединения обмоток силового трансформатора
Указанные параметры выбирают таким образом, чтобы они исключали возникновение высших гармоник и выравнивали нагрузку по стороне ВН при неравномерной нагрузке по стороне НН. Конкретные схема и группа определяются исходя из параметров питающей сети и подключённой нагрузки. Группу и схему соединения необходимо учитывать при параллельном включении силовых трансформаторов, так как их совпадение является обязательным условием параллельной работы.
Выбор требуемого числа силовых трансформаторов
Как правило, выбирают 1 или 2 трансформатора. Использование одного силового трансформатора допускается для питания потребителей III категории, и когда потребитель электроэнергии любой категории подключён через замкнутые сети или через незамкнутые, но соединенные резервными линиями. В свою очередь, два силовых трансформатора выбирают для электроснабжения потребителей I и II категорий, когда по стороне НН у них нет связи с другими подстанциями. При взаимном резервировании мощность силовых трансформаторов выбирают идентичной (например, два трансформатора по 1000кВА). Двухтрансформаторные ТП применяют, когда преобладают потребители I категории и при высокой удельной плотности нагрузок более 0,5-0,7 кВА/м2.
Тип изоляции
Изоляция силовых трансформаторов может быть жидкой (трансформаторное масло) или сухой (литая изоляция). Выбор типа изоляции силового трансформатора напрямую сопряжён с местоположением данного оборудования: внутри помещения или вне его. При эксплуатации силового трансформатора за пределами помещения, предпочтение отдают жидкой изоляции (например, трансформаторы серии ТМ и ТМГ). Тогда как сухие трансформаторы (например, ТСЗ и ТЛС) применяют при установке в помещении. Жидкая изоляция дольше служит и эффективнее охлаждает трансформатор, но сильнее подвержена воспламенению. Для охлаждения обмоток сухих силовых трансформаторов используется приточная вентиляция. При установке такого оборудования в жарком климате необходимо обратить особое внимание на применение дополнительной вентиляции.
Конструктивное исполнение обмоток
Алюминиевые обмотки применяются в относительно недорогих силовых трансформаторах, тогда как оборудование с медными обмотками выгодно отличается более компактными габаритами и механической прочностью. Стоит обратить внимание и на материал сердечника трансформатора, ведь только высококачественная многослойная электротехническая сталь позволяет снизить потери на гистерезис и вихревые токи.
Внешний вид
При выборе нового силового трансформатора необходимо обратить пристальное внимание на следующие детали:
- Нет ли течи масла из-под крепёжных соединений.
- Не потрескались ли резиновые уплотнители под фарфоровыми изоляторами.
- Надёжно ли зафиксированы шпильки вводов трансформатора.
- Исправен ли указатель уровень масла.
- Чётко ли срабатывает анцапфа (ручка регулирования напряжения без возбуждения).
В данной статье были перечислены основные критерии выбора силовых трансформаторов, которые нужно принять во внимание.
