Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов (стр. 13 )

Известно, что на покрытие потерь при передаче реактивной мощности затрачивается активная мощность. Поэтому при определении наиболее выгодного по потерям числа параллельно включенных трансформаторов реактивные потери переводят в активные, умножая на экономический коэффициент Кэ, который показывает потери активной мощности в киловаттах, связанные с производством и распределением 1 квар реактивной мощности. В распределительных сетях промышленных предприятий на 6; 10 кВ экономический коэффициент принимается равным 0,12.

Учитывая сказанное, на подстанциях промышленных предприятий число одновременно включенных трансформаторов одинаковых конструкции и мощности определяется следующими неравенствами:

при возрастании нагрузки к п параллельно работающим трансформаторам выгодно подключать еще один трансформатор, если

при снижении нагрузки, наоборот, целесообразно отключить один из трансформаторов, если

где ΣS — полная нагрузка подстанции, кВ∙А; — номинальная мощность одного трансформатора, кВ-А; п — число параллельно включенных трансформаторов; Рхх — активные потери холостого хода, кВт; Ркз — активные потери КЗ, кВт; Qxx — реактивные потери холостого хода, квар; Qкз — реактивные потери КЗ, квар.

Реактивные потери холостого хода вычисляются по формуле

Реактивные потери КЗ вычисляются по формуле

Если установленные трансформаторы не однотипны или различны по мощности, то для выбора экономического режима их работы пользуются кривыми приведенных потерь. На рис. 2.28 показаны кривые приведенных потерь двух параллельно установленных на подстанции трансформаторов Tpl и Тр2, причем номинальная мощность второго больше номинальной мощности первого. Кривые приведенных потерь каждого трансформатора строятся на основании уравнения

где Р' — приведенные потери, кВт; S — действительная нагрузка на подстанции, кВ∙А; — номинальная мощность каждого трансформатора, кВ∙А.

Кривые приведенных потерь двух параллельно включенных трансформаторов при распределении нагрузки между ними пропорционально номинальным мощностям строятся на основании следующего уравнения:

.

Рис. 2.28. Кривые приведенных потерь трансформаторов

Из рис. 2.28 видно, что в целях Уменьшения потерь при увеличении нагрузки в точке А выгодно включить в работу Тр2 вместо Tpl, а в точке В следует включить в работу оба трансформатора Tpl иТр2.

2.8. Сухие трансформаторы и трансформаторы с негорючим жидким наполнителем

В настоящее время потребность в пожаробезопасных экологически чистых силовых трансформаторах достаточно высока.

Сухие трансформаторы больших мощностей и классов напряжения находят все более широкое применение. Они необходимы в электроустановках промышленных предприятий, в частности нефтехимической, металлургической, машиностроительной, целлюлозно-бумажной отраслей, а также для электроснабжения общественных зданий, сооружений, транспорта.

Отечественные сухие трансформаторы с естественным воздушным охлаждением предназначены для установки в сухих закрытых помещениях (с относительной влажностью воздуха не выше 80 % и отсутствии в атмосфере агрессивных веществ и пыли).

В Приложении 7 приведены данные сухих трансформаторов общего назначения мощностью от 10 до 160 кВ-А на напряжения до 660 В.

В Приложении 8 приведены данные сухих пожаробезопасных трехфазных силовых трансформаторов с напряжением от 6 до 15,75 кВ, мощностью от 160 до 1600 кВ-А. Трансформаторы общего назначения в пределах класса напряжения 10 кВ могут иметь ВН 6,0; 6,3; 10,0 и 10,5 кВ (кроме трансформаторов мощностью 250, 1000 и 1600 кВ-А с ВН 13,8 и 15,75 кВ), а низшее напряжение НН 0,4 кВ. Трансформаторы для собственных нужд электростанций имеют ВН 6,0; 6,3; 10,0 и 10,5 кВ и НН 0,4 кВ.

Обмотки отечественных трансформаторов типа ТСЗ выполняются из алюминиевого провода, а серии ТСЗС — из медного провода с изоляцией класса В по нагревостойкости (ГОСТ 8865—70). Все трансформаторы имеют ПБВ ±2 х 2,5 %, осуществляемое путем перестановки контактных пластин на панелях зажимов, расположенных внутри кожуха. Каждый трансформатор имеет защитный кожух, предохраняющий его активную часть от попадания посторонних предметов, но обеспечивающий доступ охлаждающего воздуха.

После прекращения выпуска и вывода из эксплуатации трансформаторов, изоляцией в которых служила негорючая токсичная и канцерогенная жидкость совтол (зарубежные жидкие аналоги: аскарель, клюфен, пиранол, делор и др.), отрицательно воздействующая на окружающую среду, вопрос производства сухих трансформаторов высокого класса нагревостойкости стал первостепенным.

Один из путей удовлетворения спроса на пожаробезопасные и экологически чистые трансформаторы — выпуск сухих трансформаторов с изоляцией из синтетических арамидных материалов.

В настоящее время в качестве изоляции широко применяется «номекс» (фирма «Дюпон», США) материал, представляющий собой ароматический полиамид, известный под названием арамид.

В России в последние годы получили распространение сухие трансформаторы «Trihal» (фирма «Шнейдер Электрик», Франция) с литой изоляцией. Это изоляция класса F. Она заливается в вакууме, состоит из эпоксидной смолы на основе бифенола с вязкостью, обеспечивающей хорошее качество пропитки обмоток; ангидридного отвердителя; активного порошкового наполнителя из кремнезема (двуокиси кремния) и тригидрата алюминия, которые тщательно смешиваются со смолой и отвердителем (кремнезем усиливает механическую прочность литой изоляции и улучшает теплоотдачу). Обмотка низкого напряжения такого трансформатора изготавливается из алюминиевой (или медной) ленты, а обмотка высокого напряжения выполняется из изолированного алюминиевого (или медного) провода.

В приложении 9 представлены основные данные трансформаторов «Trihal», которые могут быть двух исполнений: без защитного кожуха и в металлическом кожухе (рис. 2.29 и 2.30), а в табл. 2.2 и 2.3 приведены их габаритные размеры.

Эти трансформаторы сертифицированы в России.

Кроме сухих пожаробезопасных трансформаторов в ряде стран широко применяются трансформаторы, диэлектриком в которых служат экологически нейтральные негорючие синтетические и кремнийорганические жидкости (КОЖ) собственного производства. Например, жидкость «Формел НФ» (Великобритания), обладающая полной невозгораемостью и допустимым уровнем токсичности.

Трансформаторы, заполненные КОЖ, дороже масляных, но

дешевле сухих.

В настоящее время в ПО «Кремнийполимер» (Украина) освоено производство КОЖ марки ПСМ-100 (ГОСТ 13032—77).

В России выпускает силовые трансформаторы, заполняемые негорючим экологически чистым диэлектриком «Midel 7131». Эта электроизоляционная охлаждающая жидкость прошла сертификацию в Минздраве России и рекомендована для электротехнической промышленности.

Рис.2.29.Трансформаторы”Trihal” без защитного кожуха (IP00) на 6; 10 кВ/400 В

Таблица 2.2

Габаритные размеры трансформаторов «Tribal» различной мощности без защитного кожуха

Номинальная мощность, кВ-А	160	250	400	630	1000	1250	1600	2000	2500
Размеры, мм	А	1110	1160	1270	1390	1540	1524	1670	1900	2150
В	680	695	795	815	945	945	945	1195	1195
С	1305	1370	1350	1525	1720	1935	2030	2250	2350
Масса, кг		830	1020	1230	1730	2460	2740	3590	4800	5800

Рис. 2.30. Трансформаторы «Tribal» в металлическом кожухе (IP31) на 6; 10 кВ/400 В

Таблица 2.3

Габаритные размеры трансформаторов «Tribal» различной мощности в металлическом кожухе

Номинальная мощность, кВ-А	160	250	400	630	1000	1250	1600	2000	2500
Размеры, мм	А	1410	1470	1530	1590	1740	1800	1860	2200	2550
В	900	930	930	960	1050	1020	1050	1300	1300
С	1590	1650	1590	1770	1980	2010	2280	2850	3000
Масса, кг	930	1200	1400	1900	2650	2650	3860	5340	6340

Для жидкости «Midel 7131» характерны следующие основные свойства: