Условное обозначение трансформаторов

Структурная схема условного обозначения трансформатора^[4]

Буквенная часть условного обозначения должна содержать обозначения в следующем порядке:

1. Назначению трансформатора (может отсутствовать)

А — автотрансформатор

Э — электропечной

1. Количество фаз

О — однофазный трансформатор

Т — трехфазный трансформатор

1. Расщепление обмоток (может отсутствовать)

Р — расщепленная обмотка НН;

1. Cистема охлаждения
1. Сухие трансформаторы

С — естественное воздушное при открытом исполнении

СЗ — естественное воздушное при защищенном исполнении

СГ — естественное воздушное при герметичном исполнении

СД — воздушное с дутьем

1. Масляные трансформаторы

М — естественное масляное

МЗ — с естественным масляным охлаждением с защитой при помощи азотной подушки без расширителя

Д — масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла

ДЦ — масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла

Ц — масляно-водяное с принудительной циркуляцией масла

1. С негорючим жидким диэлектриком (совтолом)

Н — естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком

НД — охлаждение негорючим жидким диэлектриком с дутьем

1. Конструктивная особенность трансформатора (в обозначении может отсутствовать)

Л — исполнение трансформатора с литой изоляцией;

Т — трехобмоточный трансформатор (Для двухобмоточных трансформаторов не указывают);

Н — трансформатор с РПН;

З - трансформатор без расширителя и выводами, смонтированными во фланцах на стенках бака, и с азотной подушкой;

Ф - трансформатор с расширителем и выводами, смонтированными во фланцах на стенках бака;

Г - трансформатор в гофробаке без расширителя - "герметичное исполнение";

У - трансформатор с симметрирующим устройством ^[5]

П - подвесного исполнения на опоре ВЛ ^[6]

э - трансформатор с пониженными потерями холостого хода (энергосберегающий) ^[7]

1. Назначение (в обозначении может отсутствовать)

С — исполнение трансформатора для собственных нужд электростанций

П — для линий передачи постоянного тока

М — исполнение трансформатора для металлургического производства

ПН - исполнение для питания погружных электронасосов

Б - для прогрева бетона или грунта в холодное время года (бетоногрейный) ^[7], такой же литерой может обозначаться трансформатор для буровых станков ^[5]

Э - для питания электрооборудования экскаваторов (экскаваторный) ^[5]

ТО - для термической обработки бетона и грунта, питания ручного инструмента, временного освещения ^[6]

Для автотрансформаторов при классах напряжения стороны С.Н или НН 110 кВ и выше после класса напряжения стороны ВН через черту дроби указывают класс напряжения стороны СН или НН.

Примечание. Для трансформаторов, разработанных до 01.07.87, допускается указывать последние две цифры года выпуска рабочих чертежей.

Параллельным включением трансформаторов называют такое их соединение, при котором одноименные выводы обмоток ВН и НН подключают к одноименным проводам (сборным шинам) сети. Параллельная работа (рисунок 1) трансформаторов удобна и экономична. Можно установить один трансформатор большой мощности, которой окажется достаточно для любой возможной нагрузки. Но тогда этот трансформатор придется держать включенным все время, хотя на полную мощность он будет работать только незначительную часть времени. Рисунок 1 - Параллельная работа двух однофазных трансформаторов Мы знаем, что независимо от нагрузки в трансформаторе всегда существуют постоянные потери — потери холостого хода. Как бы ни был нагружен трансформатор, он все равно будет потреблять какую-то мощность, бесполезно расходуемую на потери в магнитопроводе. Потребитель мирился бы с такими потерями при работе трансформатора с полной нагрузкой. Но при частичной нагрузке, когда трансформатор отдает только часть своей мощности, потери холостого хода делают его эксплуатацию экономически невыгодной. Поэтому во многих случаях один трансформатор большой мощности заменяют двумя или несколькими трансформаторами меньшей мощности. Трансформаторы включают параллельно как со стороны ВН, так и со стороны НН, но под напряжением в каждый момент времени находится лишь минимально необходимое число трансформаторов. Если нагрузка возрастает, дополнительно включают новые трансформаторы; когда она снижается, соответствующую часть трансформаторов отключают. Таким образом, число работающих трансформаторов всегда соответствует нагрузке. В большинстве случаев экономия только на потерях в стали окупает за короткий срок дополнительные затраты на установку нескольких трансформаторов вместо одного. Однако не всякие трансформаторы можно включить на параллельную работу. Существует три условия, соблюдение которых совершенно необходимо для включения трансформаторов на параллельную работу. Первое условие заключается в том, что все включаемые параллельно трансформаторы должны иметь одинаковый коэффициент трансформации. Другими словами, первичные и вторичные обмотки должны быть рассчитаны на одинаковые напряжения. Но на практике встречаются случаи, когда у того или иного трансформатора коэффициент трансформации несколько отличается от необходимой величины. Так, вместо того, чтобы иметь коэффициент трансформации, равный, например, k = ω₁/ω₂ = 3000/400, нередко получаем ω₁/ω₂ = 3000/402 или 3000/403 и т. д. Если трансформатор работает один, разница 2 или 3 В при требуемом напряжении 400 В несущественна. Если же этот трансформатор будет работать с другим, коэффициент трансформации которого равен точно 3000/400, могут возникнуть неприятности. Суть их в том, что на одной и той же шине (см. рисунок 1), к которой подключены обмотки НН обоих трансформаторов, не могут быть сразу два разных напряжения: 400 и 402 В. Поэтому разница 2 В должна компенсироваться каким-то падением напряжения, вызванным уравнительным током I_ур2, тотчас возникающим между обмотками НН. Согласно известному нам положению этот ток немедленно вызовет соответствующий уравнительный ток I_ур1 в обмотках ВН, что повлечет за собой и соответствующее падение напряжения в этих обмотках. Уравнительные токи снижают напряжения и вызывают дополнительные потери энергии, поэтому их присутствие недопустимо. Чтобы не сделать ошибки при параллельном включении трансформаторов, ГОСТ 721—77 стандартизовал напряжения обмоток ВН и НН, а ГОСТ 11677—75 установил, что коэффициенты трансформации не должны отличаться более чем на ±0,5%. Второе условие параллельной работы заключается в том, чтобы все включенные параллельно трансформаторы имели одинаковые напряжения короткого замыкания u_к. Можно доказать, что общая нагрузка в таком случае распределяется между трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально их напряжениям короткого замыкания: Р = (Р₁/u_к1 + Р₂/u_к2) u_к, где Р — общая нагрузка; P₁ и Р₂ — номинальные мощности трансформаторов; u_к1 и u_к2 — напряжения короткого замыкания трансформаторов: Р₁/u_к1 u_к и Р₂/u_к2 u_к — мощности, которые получаются от первого и второго трансформаторов при их параллельной работе; u_к — напряжение короткого замыкания, общее для двух параллельно работающих трансформаторов. Только при равенстве u_к всех включаемых параллельно трансформаторов можно добиться равномерного распределения мощностей и избежать перегрузки одних и недогрузки других трансформаторов. Чтобы исключить ошибки при параллельном включении трансформаторов, стандартами установлено для каждого трансформатора определенной мощности и напряжения обмотки ВН определенное значение напряжения короткого замыкания. Так, ГОСТ 12022—76 для трансформаторов мощностью 400 кВА и напряжением 10 кВ установил u_к равным 4,5%, а напряжением 35 кВ — 6,5%. ГОСТ 11920—73 для трансформаторов мощностью 2500 кВА и напряжением 10 кВ установил u_к равным 5,5%, а напряжением 35 кВ - 6,5%. Однако при практическом исполнении трансформаторов всегда возможны некоторые отступления в размерах обмоток или каналов между ними, что, как известно, влияет на величину u_к. Поэтому ГОСТ 11677—75 разрешает включать на параллельную работу трансформаторы с некоторым отступлением от номинальных значений u_к (в пределах ±10%). Третье условие параллельной работы заключается в том, чтобы все предназначенные для нее трансформаторы имели одинаковые группы соединения. Другими словами, необходимо при равенстве напряжений ВН иметь еще и одинаковые углы между векторами линейных напряжений обмоток ВН и НН. Чтобы убедиться в необходимости одинаковых групп соединения, рассмотрим простой пример. Пусть два трансформатора имеют схемы и группы соединения Y/Δ — 11 и Y/Δ — 1. На рисунке 2, а, б показаны совмещенные векторы линейных напряжений обмоток ВН и НН первого и второго трансформаторов. Если первичные напряжения (ВН) у них одинаковы, то при параллельном соединении между вторичными напряжениями a₁b₁ и a₂b₂ появится сдвиг 60° (рисунок 2, в). Вследствие этого получится геометрическая разность напряжений a₁b₁ и a₂b₂, показанная на рисунке отрезком b₁b₂. Треугольник a₁b₁b₂ равносторонний, поэтому отрезок b₁b₂ = a₂b₁ = a₂b₂, т. е. равен по величине линейному напряжению обмотки НН. а - группа соединения Y/Δ — 11; б — группа соединения Y/Δ — 1; в — векторная схема параллельного соединения трансформаторов с группами соединения 11 и 1 Рисунок 2 - Определение напряжения между обмотками НН параллельно работающих трансформаторов с разными группами соединений Итак, между обмотками НН параллельно работающих трансформаторов появляется напряжение, равное линейному напряжению НН, а следовательно, появляются уравнительные токи в обеих обмотках (ВН и НН). Таким образом, мы видим, что включение на параллельную работу трансформаторов с различными группами соединений недопустимо.