Нагрузочной способностью трансформаторов называется совокупность допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора. Исходным режимом для определения нагрузочной способности является номинальный режим работы трансформатора на основном ответвлении при номинальных условиях места установки и охлаждающей среды, определяемых соответствующим стандартом или техническими условиями.
Допустимым режимом нагрузки называется режим продолжительной нагрузки трансформатора, при котором расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превышает износа, соответствующего номинальному режиму работы. Перегрузочным считается такой режим, при котором расчетный износ изоляции превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.
Основанием для ограниченных во времени нагрузок работы трансформатора, в том числе и выше номинальной, является неполная нагрузка трансформатора в период, предшествующий допустимой нагрузке, и пониженная температура охлаждающей среды (воздуха или воды).
ГОСТ 14209–85 «Нагрузочная способность трансформаторов (и автотрансформаторов)», а также «Инструкция по эксплуатации автотрансформаторов» позволяют осуществить рациональную загрузку силовых трансформаторов и обеспечить оптимальный выбор номинальной мощности трансформаторов при проектировании ПС. Вместе с тем, «Методика выбора мощности трансформаторов при проектировании подстанций», соответствующая требованиям названных выше стандартов, в настоящее время отсутствует. В соответствии с «Рекомендациями по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35–750 кВ» выбор мощности трансформаторов в общем случае должен осуществляться следующим образом.
Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключении наиболее мощного из них на время ремонта или замены оставшиеся в работе, с учетом их допустимой (по техническим условиям) перегрузки и резерва по сетям СН и НН, обеспечивали питание полной нагрузки.
Трансформаторы с повышенной нагрузочной способностью (на основе применения форсированной системы охлаждения) мощностью до 100 МВ-А включительно класса напряжения 110 и 220 кВ выбираются в соответствии с действующими нормативными документами и заводскими инструкциями.
При росте нагрузок сверх расчетного уровня увеличение мощности ПС производится, как правило, путем замены трансформаторов на более мощные. Установка дополнительных трансформаторов должна быть обоснована и согласована с заказчиком.
Решение о замене трансформаторов и AT, установке дополнительных или сохранении действующих принимается на основании данных о фактическом состоянии работающих трансформаторов, надежности их работы за истекший период, техническом уровне, фактическом сроке эксплуатации в отношении к нормативному сроку работы, росту нагрузок, развитии примыкающих электрических сетей и изменении главной схемы электрических соединений ПС.
AT, имеющие регулирование напряжения с помощью вольтодоба-вочных трансформаторов, включаемых в их нейтраль, заменяются на соответствующие AT, имеющие встроенное регулирование напряжения на стороне СН.
На ПС 220 кВ и выше, на которых в течение расчетного периода и последующих пяти лет не предусматривается нагрузка на напряжении 6-10 кВ, рекомендуется применение AT 220 кВ мощностью 63 или 125 МВА с третичным напряжением 0,4 кВ для питания собственных нужд ПС.
Для замены устаревшей группы AT мощностью 3×167 MB А напряжением 500/220 кВ рекомендуется применение трехфазного двухобмоточного AT мощностью 500 MB А указанного напряжения при условии решения вопросов питания собственных нужд ПС и транспортировки AT
На ПС 110 кВ с отдаленной перспективой роста нагрузки или с резко переменным графиком нагрузки рекомендуется применять трансформаторы с форсированной системой охлаждения, имеющие повышенную нагрузочную способность (по материалам трансформаторных заводов).
На ПС 110 кВ с трехобмоточными трансформаторами при сочетании суммарных нагрузок по сетям СН и НН, не превышающих в течение расчетного периода и последующих пяти лет номинальной мощности выбираемого трансформатора, целесообразно выбирать трансформатор с неполной мощностью обмоток СН и НН.
При замене одного из двух трансформаторов (AT) ПС проверяются условия, обеспечивающие параллельную работу оставшегося в работе и нового трансформаторов в автоматическом режиме регулирования напряжения на соответствующей стороне. При применении линейных регулировочных трансформаторов проверяется их динамическая и термическая стойкость при КЗ на стороне регулируемого напряжения. В необходимых случаях предусматривается соответствующее реактирование.
При неполной замене фаз группы однофазных AT возможность работы в одной группе старых и новых фаз AT, отличающихся значениями напряжений КЗ, обосновывается специальными расчетами.