Силовые трансформаторы АТДЦТН 200000-220-110У1: трёхобмоточные автотрансформаторы с РПН
АТДЦТН 200000-220-110У1 — трёхфазный трёхобмоточный автотрансформатор с принудительной циркуляцией масла и направленным потоком воздуха (система охлаждения ДЦ), регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) и номинальной мощностью 200 МВА. Условное обозначение расшифровывается как: А — автотрансформатор, Т — трёхфазный, Д — охлаждение с дутьём и принудительной циркуляцией масла, Ц — принудительная циркуляция масла через охладители, Т — наличие третьей обмотки (НН), Н — регулирование под нагрузкой. Класс напряжения — 220 кВ для обмотки ВН, 110 кВ для обмотки СН, климатическое исполнение У1 по ГОСТ 15150 — работа на открытом воздухе при температуре от –45 C до +40 C.
Данный тип автотрансформатора применяется в качестве головного или промежуточного звена на узловых подстанциях 220/110/10–35 кВ, в схемах выдачи мощности крупных электростанций и на системообразующих объектах энергосистем. Наличие третьей обмотки НН позволяет подключать компенсирующие устройства, собственные нужды подстанции и распределительные сети 10–35 кВ.
Технические характеристики и конструктивные особенности
Автотрансформатор АТДЦТН 200000-220-110У1 выполняется с масляным охлаждением типа ДЦ: масло прокачивается через теплообменники с принудительной циркуляцией, а воздух подаётся вентиляторами. Такая система обеспечивает отвод тепла при нагрузках, близких к номинальным, и допускает длительную перегрузку по ГОСТ 14209. Регулирование напряжения осуществляется под нагрузкой с помощью устройства РПН, встроенного в обмотку СН, что позволяет стабилизировать напряжение на шинах 110 кВ при колебаниях нагрузки.
Магнитопровод — трёхстержневой, шихтованный из электротехнической стали с ориентированной структурой. Обмотки — концентрические, с транспонированными проводниками для снижения добавочных потерь. Бак — с радиаторами и системой защиты масла, включающей расширитель, выхлопную трубу и газовое реле. Вводы 220 кВ — герметичные, с бумажно-масляной изоляцией.
- Номинальная мощность — 200 МВА (автотрансформаторная), типовая мощность обмотки НН — 40–63 МВА.
- Номинальные напряжения: ВН — 220 кВ, СН — 110 кВ, НН — 10,5; 13,8; 35 кВ (в зависимости от исполнения).
- Схема соединения обмоток — Ун/Ун/Д (звезда с выведенной нейтралью / звезда с выведенной нейтралью / треугольник).
- Напряжение короткого замыкания ВН–СН — 10–12 %, ВН–НН — 20–24 %.
- Потери холостого хода — не более 130 кВт; потери короткого замыкания — не более 480 кВт.
- Диапазон регулирования РПН — 8 1,5 % (типовое исполнение).
Условия эксплуатации и монтажа
Автотрансформаторы АТДЦТН 200000-220-110У1 устанавливаются на открытых распределительных устройствах 220 кВ и 110 кВ. Фундамент выполняется с учётом массы активной части и бака с маслом, а также динамических нагрузок при сейсмических воздействиях (для исполнения У1 — до 7 баллов по MSK-64). Монтаж включает сборку вводов, заливку масла под вакуумом, прогрев и сушку изоляции. Перед включением проводятся испытания: измерение сопротивления изоляции, тангенса угла диэлектрических потерь, сопротивления обмоток постоянному току, проверка работы РПН и системы охлаждения.
Эксплуатация требует контроля температуры верхних слоёв масла (не более +95 C), работы газового реле и периодического анализа растворённых газов (хроматография) для раннего выявления дефектов. Система охлаждения ДЦ имеет автоматическое управление по температуре и нагрузке, а также резервное питание вентиляторов.
Типовые параметры автотрансформатора АТДЦТН 200000-220-110У1
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная мощность | 200 | МВА | Автотрансформаторная | ГОСТ 17544 |
| Напряжение ВН | 220 | кВ | Номинальное | Класс изоляции |
| Напряжение СН | 110 | кВ | Номинальное | С РПН |
| Напряжение НН | 10,5–35 | кВ | В зависимости от исполнения | Третья обмотка |
| Потери холостого хода | 130 | кВт | При номинальном напряжении | Не более |
| Потери короткого замыкания | 480 | кВт | ВН–СН | При 75 C |
| Напряжение КЗ ВН–СН | 10–12 | % | Номинальное | — |
| Диапазон РПН | 8 1,5 | % | Под нагрузкой | На стороне СН |
Области применения
- Узловые подстанции 220/110 кВ энергосистем и объединённых энергосистем.
- Выдача мощности гидравлических и тепловых электростанций в сеть 220 кВ.
- Питание распределительных сетей 110 кВ и 10–35 кВ от шин 220 кВ.
- Подключение компенсирующих устройств (управляемых шунтирующих реакторов, батарей статических конденсаторов) к обмотке НН.
- Собственные нужды крупных промышленных предприятий с питанием от сети 220 кВ.
- Межсистемные связи с необходимостью регулирования напряжения под нагрузкой.
Вопросы и ответы
Что означает «ДЦ» в обозначении АТДЦТН?
Д — охлаждение с дутьём (принудительная подача воздуха вентиляторами), Ц — принудительная циркуляция масла через теплообменники. Система ДЦ обеспечивает эффективный отвод тепла при нагрузках, близких к номинальным.
Для чего нужна третья обмотка НН в автотрансформаторе?
Обмотка НН (10–35 кВ) предназначена для питания собственных нужд подстанции, подключения компенсирующих устройств и распределительных сетей. Кроме того, она обеспечивает путь для токов нулевой последовательности и снижает несимметрию напряжений.
Какой диапазон регулирования обеспечивает РПН?
Типовое исполнение АТДЦТН 200000-220-110У1 предусматривает регулирование под нагрузкой в диапазоне 8 1,5 % на стороне СН (110 кВ), что позволяет стабилизировать напряжение при изменениях нагрузки и режимов сети.
Какие испытания проводятся перед вводом в эксплуатацию?
Выполняются измерение сопротивления изоляции обмоток, определение тангенса угла диэлектрических потерь, измерение сопротивления обмоток постоянному току, проверка коэффициента трансформации, испытание бака на герметичность, проверка работы РПН и системы охлаждения, а также хроматографический анализ масла.
