Раз уж Вы читаете данную статью, значит, конец света все-таки не наступил 
Итак, вернемся к теме, стоит задача запроектировать трансформаторную подстанцию. Есть какая-то расчетная нагрузка, согласно которой требуется подобрать трансформатор нужной мощности.
Существуют разные методики выбора силового трансформатора, но для проектировщика, на мой взгляд, они не годятся.
Я буду опираться лишь на требования нормативных документов.
По своему опыту могу сказать, что в основном применяют масляные трансформаторы, т.к. они дешевле. Применение сухого трансформатора должно быть обосновано.
Количество применяемых трансформаторов зависит от категории электроснабежения. Как правило, однотрансформаторные подстанции проектируют на объектах третей категории электроснабжения, двухтрансформаторые подстанции – второй и первой категории натежности.
Мощность двухтрансформаторных подстанций должна выбираться с учетом перегрузочной способности трансформатора в аварийном режиме.
Соотношения между коэффициентами допустимой перегрузки масляных трансформаторов в послеаварийном режиме и коэффициентами загрузки трансформаторов в нормальном режиме приведены в таблице.
| Коэффициент допустимой перегрузкимасляного трансформатора, определенныйсогласно ГОСТ 14209-85 | Коэффициент загрузки масляного,трансформатора в нормальном режиме | |
| двухтрансформат. подстанция | трехтрансформат. подстанция | |
| 1,0 | 0,5 | 0,666 |
| 1,1 | 0,55 | 0,735 |
| 1,2 | 0,6 | 0,8 |
| 1,3 | 0,65 | 0,86 |
| 1,4 | 0,7 | 0,93 |
Для сухих трансформаторов максимальное значение коэффициента допустимой перегрузки трансформатора следует принимать не более 1,2.
При заказе трансформатора лучше запросить у производителя соответствующие графики допустимых перегрузок. У разных производителей они могут отличаться.
Согласно СН 174-75 следует принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:
- для цехов с преобладающей нагрузкой I категории при двухтрансформаторных подстанциях — 0,65-0,7;
- для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при однотрансформаторных подстанциях с взаимным резервированием трансформаторов — 0,7-0,8;
- для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования централизованного резерва трансформаторов и для цехов с нагрузками III категории — 0,9-0,95.
Отсюда можно заметить, что в нормальном режиме трансформатор должен быть загружен не более чем на 90-95%.
А сейчас я хочу остановиться на методических указаниях по выбору силового трансформатора.
По данной методичке выбор мощности трансформаторов должен выполняться с учетом их перегрузочной способности в нормальном и послеаварийном режимах работы.
Суть выбора трансформатора заключается в том, что нужно сравнить нашу полную мощность проектируемого объекта (кВА) с интервалами допустимой нагрузки трансформаторов для различных видов потребитилей в нормальном и аварийном режимах. В общем нужно проверить 3 условия.
В методических указаниях все очень подробно расписано, а также приведены 2 примера по выбору однотрансформаторной и двухтрансформаторной подстанций.
Но самое удивительное в том, что по данному методическому указанию наш трансформатор будет практически всегда работать с перегрузкой или будет загружен практически на 100%. Например, 135 кВА соответствует трансформатору 100 кВА.
Нормативные документы по выбору силовых трансформаторов:
- НТП ЭПП-94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования (РФ, вместо СН 174-75).
- СН 174-75. Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий (вроде как не действует в РБ).
- Методические указания по выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ (РБ).
- ГОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.
Определение оптимального режима работы трансформаторов
Определение оптимальной загрузки трансформаторов
Приведем для примера график зависимости потерь активной мощности в трансформаторах от их числа ΔР(n) для трансформаторов ТМ 1600/10 и различных значений суммарной нагрузки подстанции. Кроме того определим оптимальное число работающих трансформаторов для каждого значения общей нагрузки подстанции и коэффициенты загрузки трансформаторов.
Рисунок. Зависимости суммарных потерь мощности в трансформаторах от числа работающих силовых трансформаторов для различных значений общей нагрузки подстанции.
Таблица — Результаты расчета числа работающих трансформаторов и их коэффициентов загрузки
| SΣ, кВА | nопт, шт | Кз |
| 1500 | 2 | 0,47 |
| 2000 | 3 | 0,42 |
| 2500 | 4 | 0,39 |
| 3000 | 4 | 0,47 |
Как видно из рисунка и таблицы оптимальным значениям числа работающих трансформаторов соответствуют достаточно низкие значения коэффициента загрузки. Режим минимальных потерь мощности в трансформаторе наступает при недогрузке трансформаторов по мощности.
Обычно на подстанциях устанавливают не более двух-трех трансформаторов. Для двухтрансформаторной подстанции нагрузка подстанции, при которой целесообразно изменить (увеличить или уменьшить, в зависимости от того, возрастает или уменьшается нагрузка подстанции) число трансформаторов равна
Из данного выражения можно найти коэффициенты загрузки трансформаторов: если работает один трансформатор, то подключать еще один целесообразно при коэффициенте загрузки первого
Для трехтрансформаторной подстанции существует два значения нагрузки подстанции, при которой целесообразно изменять число работающих трансформаторов:
1) при переходе на режим работы с одного на два включенных трансформатора или обратно с двух на один
Коэффициенты загрузки, при которых целесообразно изменить число работающих трансформаторов: при одном работающем трансформаторе целесообразно включить второй когда
2) при переходе на режим работы с двух на три включенных трансформатора или обратно с трех на два
Коэффициенты загрузки: при двух работающих трансформаторах целесообразно включить третий когда
Определить коэффициенты загрузки трансформаторов ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции, при которых следует перейти на режим работы:
1) с одного работающего трансформатора на два работающих трансформатора подстанции и обратно,
2) с двух работающих трансформаторов на три работающих трансформатора подстанции и обратно.
По справочнику определяем необходимые для расчета паспортные данные трансформаторов ТМ 1600/10: ΔРхх = 3,3 кВт; ΔРкз = 18 кВт.
Для трехтрансформаторной подстанции существует два значения нагрузки подстанции, при которой целесообразно изменять число работающих трансформаторов:
1) при переходе на режим работы с одного на два включенных трансформатора или обратно с двух на один коэффициенты загрузки: при одном работающем трансформаторе целесообразно включить второй когда
2) при переходе на режим работы с двух на три параллельно включенных трансформатора или обратно с трех на два коэффициенты загрузки: при двух работающих трансформаторах целесообразно включить третий когда
При работе одного трансформатора ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции целесообразно перейти на режим работы с двумя работающими трансформаторами, когда коэффициент загрузки трансформатора будет равен или превысит значение 0,6.
При работе двух трансформаторов ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции целесообразно перейти на режим работы с одним работающим трансформатором, когда коэффициент загрузки трансформаторов станет равным или меньше 0,3.
При работе двух трансформаторов ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции целесообразно перейти на режим работы с тремя работающими трансформаторами, когда коэффициент загрузки трансформаторов будет равен или превысит значение 0,52.
При работе трех трансформаторов ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции целесообразно перейти на режим работы с двумя работающими трансформаторами, когда коэффициент загрузки трансформаторов станет равным или меньше 0,35.
При выборе трансформаторов учитываем категорию надёжности электропотребителей . Для 1-й категории оптимальный коэффициент загрузки составляет Кз=0,6-0,7; для 2-й категории – Кз=0,7-0,8; для 3-й категории – Кз=0,9-0,95.
Исходя из величины полной нагрузки ТП SP =576,289 кВ∙А, примем к рассмотрению трансформаторы мощностью 400, 630, 250 кВ∙А.
Вариант 1. S НТ =400 кВ∙А;
Минимальное число трансформаторов определяется по формуле:
,
где S р – расчетная полная нагрузка подстанции, кВт; КЗ — коэффициент загрузки трансформаторов, принимается в зависимости от категории надежности потребителей электроэнергии; Sном .т — номинальная мощность трансформатора, кВ × А.
Коэффициент загрузки выбираем 0,7 с учетом категории надежности электропотребителей .
EQ F(576,289;0,7х400) =2,1.
принимаем к установке 2 трансформатора.
Определим фактический коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме:
;
=0,720.
Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме составит:
;
= 
=1,400.
Результаты расчета других вариантов числа и выбора мощности трансформаторов приведены в таблице.