194

13

DOBÓR TRANSFORMATORÓW ENERGETYCZNYCH

13.1. Rodzaje transformatorów i ich parametr/

Transformatory energetyczne można podzielić na:

—    transformatory mocy przeznaczone do przekazywania energii między sieciami elektroenergetycznymi, o mocach od kilku kilowoltoamperów (kV-A) do kilkuset megawoltoamperów (MV-A);

—    transformatory specjalne:

a)    separacyjne i bezpieczeństwa, stosowane ze względu na ochronę przeciwporażeniową,

b)    piecowe i prostownikowe, stanowiące integralną część odbiorników energii (pieców, prostowników),

c)    uziemiające, stosowane do uziemiania punktu gwiazdowego w przypadku niedostępności tego punktu w transformatorach (połączenie uzwojeń w trójkąt).

Ze względu na liczbę uzwojeń rozróżnia się transformatory mocy':

—    dwuuzwojeniowe, szeroko stosowane w układach elektroenergetyki zawodowej i przemysłowej; budowane w kraju o mocach znamionowych od kilku kiło-woltoamperów do 250 MV• A;

—    trójuzwojeniowe, stosowane głównie w stacjach energetyki zawodowej do sprzęgania trzech sieci o różnych napięciach znamionowych; budowane w kraju o mocach znamionowych uzwojenia górnego napięcia: 16; 25; 31,5; 40; 50; 63 MV' A;

—    z dzielonymi uzwojeniami, stosowane w układach elektrowni oraz układach zasilania dużych zakładów przemysłowych; budowane w kraju o mocach znamionowych uzwojenia górnego napięcia 32, 40 i 63 MV-A. Transformatory te umożliwiają zasilanie układów elektroenergetycznych zakładów przemysłowych przy utrzymaniu niskiego poziomu prądów zwarciowych;

—    autotransformatory energetyczne, budowane do sprzęgania sieci najwyższych napięć (400, 220 i 110 kV); tańsze niż transformatory o zbliżonych parametrach.

Ze względu na wykonanie izolacji wyróżnia się transformatory:

—    olejowe (olej mineralny lub syntetyczny; np. polichlorek dwufenylu, olej silikonowy);

—    suche z chłodzeniem powietrznym.

Transformatory olejowe mogą być budowane z chłodzeniem:

—    olejowym naturalnym (ON-AN);

—    olejowym ze sztucznym przewietrzaniem wentylatorami (ON-AF);

—    oiejem ze sztucznym zewnętrznym obiegiem oleju i sztucznym przewietrzaniem (OF-AF);

—    olejem w obiegu wzmożonym, a olej chłodzony wodą również w obiegu wzmożonym (OF-WF)

Zaletę transformatorów suchych stanowi zmniejszone zagrożenie pożarowe w stosunku do transformatorów z olejem mineralnym. Wady transformatorów suchych to:

—    straty mocy jałowe o 50 — 70% większe niż w transformatorach olejowych;

—    straty mocy obciążeniowe o kilkanaście procent większe;

—    roczne straty energii transformacji większe o ok. 25%;

—    ok. 3-krotnie większa zawodność;

—    większa hałaśliwość;

—    duża wrażliwość izolacji na zmiany pogody (po 7-dniowym postoju trzeba dokonywać pomiarów stanu izolacji przed włączeniem, a nawet suszenia);

—    konieczność częstszego czyszczenia.

Za granicą są stosowane transformatory wypełnione polichlorkiem dwufenylu. Są niepalne, ale stanowią duże zagrożenie dla ludzi i środowiska swoją toksycznością. Zastępuje się je od kilku lat transformatorami wypełnionymi olejem silikonowym.

Produkowane w kraju transformatory mocy są przystosowane do ustawiania napowietrznego; w pomieszczeniach zamkniętych ustawia się te same transformatory.

Właściwości transformatorów mocy określają następujące parametry:

~ napięcia znamionowe górne U„, i dolne U„_d (transformatory o mocach od 2 MV- A mogą być wykonywane z regulacją napięcia pod obciążeniem, za pomocą przełączników zaczepów; zwykle na uzwojeniach górnego napięcia. Transformatory mniejsze są wyposażone w odczepy — na uzwojeniach górnego nap<ęc<a — do regulacji napięcia w stanie beznapięciowym);

—    moc znamionowa transformatora do pracy ciągłej, określona jako moc pozorna pobierana przez transformator z sieci o napięciu równym napięciu znamionowemu transformatora, przy której w stanie długotrwałym, w normalnych warunkach chłodzenia, elementy transforiWora osiągają przyrosty temperatury dopuszczalne długotrwale — patrz norma (13.11J oraz [13.12], (Moc znamionowa transformatorów z regulacją w stanie beznapięciowym jest zachowana dla wszystkich zaczepów zmieniających napięcie w granicach +5 —5%, a dla transformatorów z regulacją pod obciążeniem dia zakresu regulacji + 16% —10%. Moc na zaczepach niższych winna być uzgodniona z dostawcą transformatora);

—    prąd znamionowy uzwojenia, wyznaczony z mocy znamionowej uzwojenia i napięcia znamionowego uzwojenia;

—    znamionowe napięcie zwarcia transformatora («„) określone dla każdej pary uzwojeń i wyrażone w procentach napięcia znamionowego;

—    znamionowy prąd stanu jałowego transformatora (/„) wyrażony w %, określany jako średni prąd w uzwojeniu pierwotnym przy otwartych powstałych uzwojeniach, przy znamionowym napięciu pierwotnym i połączeniu uzwojeń na stopniu znamionowym;

—    znamionowe straty w rdzeniu AP₀, tj. straty czynne mierzone podczas stanu jałowego;

—    znamionowe straty w stanie zwarcia AP_p„, tj. straty mocy w uzwojeniach transformatora przy przepływie prądu znamionowego;

—    grupa połączeń transformatora, oznaczona literami (Y, y, D, d, z) i liczbą określającą kąt przesunięcia fazowego między napięciem pierwotnym i wtórnym, wyrażony w godzinach.

Dane techniczne transformatorów krajowych podano w tabl. 13.1 + 13.4.

13.2. Kryteria doboru transformatorów

Dobór transformatorów wymaga określenia;

—    liczby transformatorów;

—    mocy znamionowej;

—    przekładni transformatorów i zakresu regulacji;

13*