Трансформаторы АТДЦТН 63000-220-110У1: трёхобмоточные автотрансформаторы с РПН для системообразующих подстанций
АТДЦТН 63000-220-110У1 — трёхфазный трёхобмоточный автотрансформатор с принудительной циркуляцией масла и направленным потоком воздуха (система охлаждения ДЦ), регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) и номинальной мощностью 63 МВА. Условное обозначение расшифровывается: А — автотрансформатор, Т — трёхфазный, Д — охлаждение с дутьём и принудительной циркуляцией масла, Ц — принудительная циркуляция масла через охладители, Т — наличие третьей обмотки, Н — регулирование под нагрузкой, 63000 — номинальная мощность в кВА, 220 — класс напряжения обмотки ВН в кВ, 110 — класс напряжения обмотки СН в кВ, У1 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 для работы на открытом воздухе при температуре до –45 C.
Аппарат предназначен для работы в системообразующих и узловых подстанциях энергосистем, где требуется связь сетей 220 кВ и 110 кВ с одновременным питанием распределительных устройств 10–35 кВ через третью обмотку. Передача мощности между обмотками ВН и СН осуществляется автотрансформаторным способом, что снижает потери и массогабаритные показатели по сравнению с трёхобмоточным трансформатором той же мощности. Третья обмотка выполняется по схеме «треугольник» и служит для питания собственных нужд подстанции, компенсации реактивной мощности и подавления высших гармоник.
Конструктивные особенности и технические параметры
Магнитопровод — трёхстержневой шихтованный из холоднокатаной электротехнической стали с изоляцией пластин. Обмотки ВН и СН — автотрансформаторные, с общей частью и последовательной обмоткой; третья обмотка — независимая. Регулирование напряжения — РПН на стороне ВН в диапазоне 8 1,5 % (16 ступеней), что обеспечивает стабилизацию напряжения на шинах 110 кВ при колебаниях нагрузки. Переключение ступеней — под нагрузкой, без разрыва цепи.
Система охлаждения ДЦ включает маслонасосы, воздушные охладители с дутьевыми вентиляторами и автоматику управления по температуре верхних слоёв масла и обмоток. При отключении вентиляторов допускается кратковременная работа с пониженной нагрузкой. Контроль температуры — по датчикам, установленным в карманах крышки и в обмотках.
Изоляция — маслобарьерная, с бумажно-масляными барьерами в зоне главного канала. Вводы ВН 220 кВ — герметичные, с бумажно-масляной изоляцией и RIP-конденсаторами; вводы СН 110 кВ — аналогичной конструкции. Бак — сварной, с радиаторами и устройством для фильтрации масла. Масса активной части и масла — в пределах, регламентированных ГОСТ 17544 и ТУ изготовителя.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная мощность | 63 000 | кВА | ВН–СН | автотрансформаторный режим |
| Номинальное напряжение ВН | 220 | кВ | — | класс изоляции |
| Номинальное напряжение СН | 110 | кВ | — | класс изоляции |
| Напряжение НН | 10,5; 38,5 | кВ | третья обмотка | схема «треугольник» |
| Диапазон РПН | 8 1,5 | % | сторона ВН | 16 ступеней |
| Система охлаждения | ДЦ | — | принудительная | масло + воздух |
| Напряжение КЗ ВН–СН | 10,5–11,5 | % | номинал | типовое значение |
| Климатическое исполнение | У1 | — | открытая установка | до –45 C |
Области применения и режимы работы
Автотрансформаторы АТДЦТН 63000-220-110У1 устанавливаются на подстанциях 220/110/10–35 кВ с двумя и более автотрансформаторами, работающими параллельно. Основные режимы:
- Связь системообразующих сетей 220 кВ и распределительных сетей 110 кВ в энергосистемах и объединённых энергосистемах.
- Питание тяговых подстанций электрифицированных железных дорог переменного тока через обмотку СН 110 кВ.
- Электроснабжение крупных промышленных узлов: металлургических комбинатов, нефтеперерабатывающих заводов, горно-обогатительных комбинатов.
- Работа в составе АСУ ТП подстанции с передачей телеметрии по протоколам МЭК 61850 и МЭК 60870-5-104.
- Резервирование питания собственных нужд электростанций через третью обмотку 10,5 кВ.
- Компенсация реактивной мощности при подключении управляемых шунтирующих реакторов (УШР) на стороне 110 кВ.
Эксплуатационные ограничения и контроль
Длительная перегрузка по току не должна превышать значений, установленных ГОСТ 14209 для автотрансформаторов с охлаждением ДЦ. Контролируются: температура верхних слоёв масла (не выше 95 C), температура обмоток (не выше 105 C по методу сопротивления), уровень масла в расширителе, работа маслонасосов и вентиляторов. При срабатывании газовой защиты на сигнал — анализ газа из реле; на отключение — вывод в ремонт с ревизией активной части.
Периодичность технического обслуживания: осмотр — 1 раз в месяц; профилактический контроль — 1 раз в 6 месяцев; капитальный ремонт с подъёмом активной части — по результатам диагностики, но не реже 1 раза в 12 лет. Диагностика изоляции — измерение сопротивления, тангенса угла диэлектрических потерь, хроматографический анализ растворённых газов (ХАРГ) в масле.
Вопросы и ответы
Что означает «ДЦ» в обозначении АТДЦТН 63000-220-110У1?
ДЦ — система охлаждения с принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители и направленным дутьём. Маслонасосы прокачивают масло через охладители, вентиляторы обдувают их воздухом. Такая схема обеспечивает отвод тепла при нагрузках, близких к номинальной, и допускает кратковременные перегрузки.
Каков диапазон регулирования напряжения под нагрузкой у АТДЦТН 63000-220-110У1?
РПН на стороне ВН обеспечивает регулирование в диапазоне 8 1,5 % (16 ступеней). Переключение выполняется без разрыва цепи нагрузки. Это позволяет стабилизировать напряжение на шинах 110 кВ при суточных и сезонных колебаниях потребления.
Для чего предназначена третья обмотка автотрансформатора?
Третья обмотка, выполненная по схеме «треугольник» на напряжение 10,5 или 38,5 кВ, служит для питания собственных нужд подстанции, подключения компенсирующих устройств (БСК, УШР) и подавления высших гармоник, генерируемых нелинейными нагрузками. Она также обеспечивает путь для токов нулевой последовательности.
Какие защиты обязательны для АТДЦТН 63000-220-110У1?
Обязательны: дифференциальная защита обмоток, газовая защита бака, защита от перегрузки, защита от внешних КЗ и замыканий на землю, контроль изоляции вводов. Для автотрансформаторов с РПН — защита привода РПН и контроль уровня масла в контакторе.
