Силовые автотрансформаторы однофазные и трехфазные 220–500 кВ АОДЦТН 167000-500-220У1
Автотрансформаторы группы АОДЦТН 167000-500-220У1 — это однофазные масляные аппараты с принудительной циркуляцией масла и дутьевым охлаждением, предназначенные для электропередачи и распределения энергии в сетях сверхвысокого напряжения. Исполнение У1 подтверждает работоспособность в условиях умеренного климата при температуре окружающей среды до –45 C, что позволяет эксплуатировать оборудование на открытых распределительных устройствах (ОРУ) в регионах с продолжительным холодным периодом.
Конструктивно автотрансформатор выполнен по схеме автотрансформаторной связи обмоток ВН–СН с добавлением обмотки НН, что обеспечивает передачу мощности как между сетями 500 и 220 кВ, так и в сторону распределительного напряжения. Номинальная мощность 167 МВА относится к группе проходной мощности, при этом типовая мощность значительно ниже за счет автотрансформаторного соединения, что снижает расход активных материалов и потери холостого хода по сравнению с трехобмоточными трансформаторами той же пропускной способности.
Технические характеристики
Автотрансформатор АОДЦТН 167000-500-220У1 рассчитан на работу в трехфазной группе, собранной из трех однофазных единиц. Регулирование напряжения осуществляется под нагрузкой (РПН) на стороне СН, что обеспечивает поддержание заданного уровня напряжения в распределительной сети без отключения потребителей. Диапазон регулирования и количество ступеней соответствуют требованиям системных операторов для обеспечения нормативных режимов напряжения в узлах нагрузки.
- Номинальное напряжение ВН — 500 кВ, СН — 220 кВ, НН — 10,5 кВ
- Схема и группа соединения обмоток — Yн/Yн/Д-0-11 (в трехфазной группе)
- Система охлаждения — ДЦ (масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла)
- Устройство РПН — встроенное, на стороне среднего напряжения
- Климатическое исполнение — У1 по ГОСТ 15150
Конструктивные особенности
Магнитная система автотрансформатора выполнена из холоднокатаной анизотропной электротехнической стали с высоким коэффициентом заполнения окна, что обеспечивает низкие потери холостого хода и пониженный уровень шума. Обмотки ВН и СН выполнены в виде непрерывных катушечных обмоток с усиленной витковой изоляцией, рассчитанной на коммутационные перенапряжения, характерные для сетей 500 кВ. Обмотка НН, соединенная в треугольник, компенсирует третью гармонику магнитного потока и обеспечивает возможность подключения компенсирующих устройств или собственных нужд подстанции.
Бак автотрансформатора — сварной, с плоской или гофрированной конструкцией стенок, оснащен системой вакуумной сушки и азотной подушкой для предотвращения контакта масла с атмосферным воздухом. Вводы ВН и СН — маслобарьерные, герметичные, с бумажно-масляной изоляцией, рассчитанные на полный грозовой импульс. Устройство охлаждения состоит из выносных радиаторов с вентиляторами и маслонасосов с дублированием, что обеспечивает работу при выходе из строя одного из вентиляторов без снижения нагрузки.
Применение в энергосистеме
Автотрансформаторы АОДЦТН 167000-500-220У1 применяются на узловых подстанциях 500/220 кВ для связи системообразующей сети с распределительными сетями 220 кВ. Они устанавливаются на межсистемных транзитах, где требуется передача значительных потоков мощности между энергообъединениями, а также на питающих центрах крупных промышленных районов и городов. Однофазное исполнение позволяет транспортировать оборудование железнодорожным транспортом без ограничений по габаритам, что критично при поставках на удаленные площадки строительства.
Благодаря наличию обмотки НН автотрансформатор может использоваться для питания собственных нужд подстанции, подключения синхронных компенсаторов или батарей статических конденсаторов с целью регулирования реактивной мощности в прилегающей сети. Возможность работы с перегрузкой в аварийных режимах, предусмотренная ГОСТ 14209, позволяет кратковременно увеличивать пропускную способность связи при отключении параллельно работающих элементов сети.
Параметры надежности и эксплуатации
Конструкция автотрансформатора обеспечивает ресурс работы не менее 30 лет при соблюдении регламентных сроков технического обслуживания. Система мониторинга включает контроль температуры масла и обмоток, давления в баке, уровня масла в расширителе и газовый реле для защиты от внутренних повреждений. Предусмотрена возможность установки датчиков растворенных газов в масле для ранней диагностики развивающихся дефектов.
| Параметр | Значение | Единица измерения | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная мощность | 167 | МВА | Расчетный | Проходная мощность |
| Напряжение ВН | 500 | кВ | Измерение | Номинальное линейное |
| Напряжение СН | 220 | кВ | Измерение | С РПН |
| Потери холостого хода | не более 120 | кВт | Опыт ХХ | При номинальном напряжении |
| Потери короткого замыкания | не более 450 | кВт | Опыт КЗ | На основном ответвлении |
| Напряжение КЗ ВН–СН | 11–13 | % | Опыт КЗ | При номинальной мощности |
При выборе автотрансформатора для конкретного узла нагрузки учитываются требования по допустимым уровням токов короткого замыкания, необходимость регулирования напряжения в широком диапазоне и возможность параллельной работы с другими трансформаторами подстанции. Установка АОДЦТН 167000-500-220У1 целесообразна на объектах, где требуется высокая пропускная способность связи 500–220 кВ с возможностью поэтапного наращивания мощности за счет добавления однофазных единиц в группу.
Вопросы и ответы
Чем отличается автотрансформатор АОДЦТН от обычного трансформатора?
В автотрансформаторе обмотки ВН и СН имеют гальваническую связь и общую часть витков, что снижает типовую мощность и потери. В АОДЦТН 167000-500-220У1 передача мощности между сетями 500 и 220 кВ осуществляется с меньшим расходом стали и меди по сравнению с трехобмоточным трансформатором той же пропускной способности.
Какие требования к фундаменту при установке АОДЦТН?
Фундамент должен выдерживать массу автотрансформатора с маслом, которая для однофазной единицы 167 МВА составляет порядка 120–150 т. Предусматриваются рельсовые пути для выкатки активной части при капитальном ремонте и маслоприемник с аварийным сбросом масла в маслосборник.
Как обеспечивается защита автотрансформатора от перенапряжений?
Защита осуществляется нелинейными ограничителями перенапряжений (ОПН), устанавливаемыми на сторонах ВН и СН, а также встроенными емкостными вводами с бумажно-масляной изоляцией. Дополнительно применяются искровые промежутки и согласование уровней изоляции обмоток с характеристиками защитных аппаратов.
Каковы условия транспортировки автотрансформатора к месту монтажа?
Однофазное исполнение позволяет перевозить автотрансформатор в полностью собранном виде с маслом по железной дороге на специальном транспортере. Допускается транспортировка без масла с заполнением азотом при условии сохранения герметичности бака и контроля давления в пределах 0,02–0,03 МПа.
