Одной из основных задач при проектировании систем электроснабжения является выбор оборудования трансформаторной подстанции. При этом трансформатор является основным устройством, влияющим на выбор электрических аппаратов как высокого, так и низкого напряжения.
В статье рассматриваются некоторые аспекты выбора силового трансформатора для комплектных наружных трансформаторных подстанций распределительных сетей 6–10 кВ. В таких системах электроснабжения, как правило, применяются масляные трансформаторы с системой охлаждения ONAN или ONAF, которые относятся к группе распределительных трансформаторов и выполняют понижающую функцию. Мощность таких аппаратов не превышает 2500 кВА, класс напряжения – до 35 кВ включительно.
В качестве основных критериев выбора силового трансформатора при проектировании принимаются класс напряжения, расчетная мощность нагрузки, подключаемой к подстанции. Если к системе электроснабжения подключены потребители 1 или 2-й категорий, выполняется также проверка работы трансформатора в аварийном режиме. Мощность трансформатора по условию выбора должна быть не меньше, чем расчетная мощность нагрузки.
В данной статье рассмотрен параметр, который согласно ГОСТ 11677–85 [1] не входит в перечень технических параметров и характеристик, включаемых в паспорт трансформатора – срок службы трансформатора. Проектирование и монтаж электрических сетей и трансформаторной подстанции для электроснабжения предприятия, как правило, является одной из существенных расходных статей потребителя электроэнергии, особенно в энергоемких технологиях и производствах. Поэтому важно знать экономическую и техническую эффектность затрат на сооружение системы электроснабжения. При этом паспортные данные электрооборудования, представляющие интерес для специалистов-энергетиков и электромонтажников, практически не содержат информации для специалистов других отраслей, то есть для потребителей.
На самом деле срок службы трансформатора нельзя оценить однозначно. Можно говорить о предполагаемом сроке службы – некоторой условной величине, принимаемой для непрерывной постоянной нагрузки при нормальной температуре окружающей среды и номинальных условиях эксплуатации. Нагрузка, превышающая номинальную, а также температура окружающей среды, больше расчетной, приводят к ускоренному износу изоляции и заключают в себе некоторую степень риска. Кроме того, действительный срок службы зависит также от исключительных воздействий, таких как перенапряжения, возникающие в сети короткие замыкания, аварийные перегрузки. Вероятность безотказной работы при таких воздействиях зависит от степени воздействия (длительность и амплитуда) аварийных режимов и перенапряжений, конструкции трансформатора, содержания влаги в изоляции и масле. В режиме допустимых перегрузок увеличивается температура различных частей трансформатора, что также уменьшает срок безотказной работы аппарата. При этом негативному воздействию также подвергается и другое электрооборудование подстанции – переключатели, трансформаторы тока, а также вводы и концевые заделки кабелей. Если внешние воздействия зачастую зависят от работы энергосистемы в целом, то нормальные режимы работы может контролировать непосредственно потребитель.