Трансформаторы сверхвысокого напряжения

Мощности и напряжения короткого замыкания трансформаторов

Мощности и напряжения КЗ (с/к) трансформаторов и автотрансформаторов 220— 750 кВ установлены в ГОСТ 17544—85 и отражают сложившуюся в 60—70-е годы прошлого столетия ситуацию с развитием энергетики СССР и потребности в силовых трансформаторах в условиях централизованного планирования.
Отметим, что в зарубежных стандартах эти параметры устанавливаются непосредственным заказчиком, исходя из конкретных условий использования трансформатора.
В таблице 5 приведены значения мощностей и напряжений КЗ блочных трансформаторов мощностью более 400 MB-А по ГОСТ 17544—85 и рекомендуемые для повышения надежности энергетических блоков.
Как видно из таблицы 1, максимальная трехфазная мощность блочного трансформатора по ГОСТ 17544—85 составляет 1250 MB • А на напряжение 330 кВ (для энергетического блока 1000 МВт).
Существует тенденция в энергетике и трансформаторостроении за рубежом снижения максимальных мощностей блочных трансформаторов в трехфазном исполнении. Это обусловлено снижением риска и экономическими соображениями ввиду необходимости иметь на станциях резервные трансформаторы для обеспечения надежного электроснабжения. Для мощных энергетических блоков используются только однофазные трансформаторы. Например, для блока мощностью 1000 МВт на АЭС Куданкулам (Индия) используются однофазные трансформаторы мощностью 417 MB-А.
Значения UK в силовых трансформаторах высших классов напряжения (220 кВ и выше) были установлены в ГОСТ 17544—85 в 60—70-е годы и отражали тенденции развития отечественной энергетики в ют период, при этом недостаточно учитывался фактор увеличения токов КЗ из-за малых значений с/к в силовых трансформаторах, что негативно сказалось на надежности электрооборудования, в том числе силовых трансформаторов.
Зарубежный опыт свидетельствует о более прагматичном подходе к этому вопросу — UK в блочных трансформаторах и AT значительно превышает UK в аналогичных но мощности трансформаторах по ГОСТ 17544-85.

Трансформаторы сверхвысокого напряжения

Увеличение Е/к помимо повышения электродинамической стойкости обмоток при КЗ приводит к улучшению технико-экономических характеристик трансформаторов — снижению массы и потерь холостого хода. Поэтому при разработке новых мощных блочных трансформаторов в последнее время по согласованию с заказчиком и проектными организациями принимаются более высокие значения UK (таблица 6).
В таблице 5 указаны рекомендуемые значения UK для силовых трансформаторов мощностью 400 MB - А и выше.
Расчеты показывают, что указанное увеличение UK в блочных трансформаторах практически не влияет на устойчивость и пропускную способность ЛЭП, так как UK трансформаторов примерно в 2 раза меньше UK генераторов.
Еще более актуально увеличение UK в автотрансформаторах (АТ). В соответствии с ГОСТ 17544—85 напряжение КЗ в режиме ВН-СН в АТ 220—750 кВ составляет 10— 11,5%. Для уменьшения токов КЗ в ряде случаев в нейтраль АТ включаются токоограничивающие резисторы для снижения токов КЗ. Поэтому рекомендуется в новых разработках АТ принимать более высокие значения UK (11 — 13%).
Естественно возникает вопрос о параллельной работе трансформаторов с различными UK.
Для блочных трансформаторов этой проблемы не существует, так как мощность блочных трансформаторов при существующей шкале мощностей гидрогенераторов и трансформаторов, как правило, превышает необходимую.
Что касается автотрансформаторов, то с учетом реальных сопротивлений ЛЭП разница в с/к 10—20% не приводит к ограничению мощности в режиме ВН-СН. Например, выполненные в ВЭИ исследования возможности использования АТ АОДЦТН-167000/500/220 в МЭС «Волга» в группе с различными UK (9,26 % выпуска 1965 г. и 11 % изготовления 2000 г.) показали допустимость такой установки без ограничения мощности.