Подстанции. Сопоставительные данные о числе и мощности трансформаторов и автотрансформаторов на подстанциях 110—330 кВ с различными сочетаниями номинальных напряжений приведены в табл. 7 [9].
Таблица 7
Примечание. В числителе приведены данные на конец 60-х, в знаменателе — на конец 70-х годов.
Сокращение использования сетей 35 кВ для электроснабжения городов и промышленных потребителей, расширение применения системы 110/10 кВ для электрификации сельского хозяйства привели к снижению удельного веса трехобмоточных трансформаторов 110/35/ΙΙΗ по числу и по мощности. Растет доля подстанций глубокого ввода с вторичным напряжением 10 кВ за счет уменьшения доли подстанций 110/6 кВ, что является следствием более высоких темпов развития сети 10 кВ, в первую очередь для электроснабжения городов.
В сетях 220—330 кВ основным назначением подстанций является питание распределительной сети 110 (частично 150) кВ, в соответствии с чем основная доля по числу и по мощности приходится на автотрансформаторы 220/110/НН и 330/110(150)/НН. Трансформаторы 220/27—35/НН, используемые для электрификации железных дорог и питания сетей 35 кВ сельскохозяйственного назначения, имеют незначительный удельный вес по мощности (около 6 %), но существенный по количеству, что указывает на их низкую единичную мощность. Доля подстанций глубокого ввода 220/НН несколько возросла, подстанции 330/НН применения не находят.
Особую группу представляют автотрансформаторы 330/ /220/НН, которые являются «стыковыми» для двух систем напряжений. Рост удельного веса этих автотрансформаторов является одним из отрицательных следствий существования двух систем напряжений в ряде ОЭС (см. § 3).
Средние мощности подстанций и тенденции их изменений за последнюю пятилетку характеризуются следующими данными (в числителе—1975 г., в знаменателе — 1980 г.):
110 кВ —29/29 МВ-А; 220 кВ —179/187 МВ-А; 330 кВ — 382/397 МВ-А.
Как видно из этих данных, средняя мощность подстанций 110 кВ за X пятилетку не изменилась, а подстанций 220—330 кВ выросла незначительно (на 4%). В то же время следует отметить существенное увеличение средней мощности подстанций 330 кВ за последние 10 лет — более чем на 40 %.
По материалам анализа данных об использовании единичной мощности трансформаторов на подстанциях 110 кВ по ряду энергосистем-представителей можно сделать вывод о превалирующем удельном весе трансформаторов 10— 16 МВ-А (примерно 50 % по количеству и 40 % по мощности). Среднюю мощность трансформатора, установленного на подстанциях 110 кВ, можно оценить в 16—18 МВ-А.
Сопоставительные данные по использованию единичной мощности трансформаторов на подстанциях 220 и 330 кВ приведены в табл. 8.
Таблица 8
Примечание. В числителе приведены данные на конец 60-х, в знаменателе — на конец 70-х годов.
За рассматриваемый период увеличился ввод трансформаторов 220 кВ малой мощности (20—63 МВ-А) в ряде ОЭС на востоке страны, где они используются для электроснабжения энергоемких потребителей, насосных станций ирригационных систем (в районах Средней Азии и Казахстана), электрификации железных дорог с непосредственной трансформацией на 10, 27 и 35 кВ. Вследствие этого несколько снизилась средняя мощность трансформатора 220 кВ, составляющая около 100 МВ-А. Вместе с тем увеличился удельный вес автотрансформаторов мощностью 200 МВ-А. Основным на подстанциях 220 кВ продолжает оставаться трансформатор (АТ) 125 МВ-А, так как мощность подстанций 2X125 МВ-А соответствует пропускной способности линии 220 кВ.
Средняя мощность АТ 330 кВ выросла со 175 до 187 МВ·А (на 7%) за счет увеличения удельного веса АТ мощностью 200—240 МВ-А. В рассматриваемый период появились АТ 330/150/НН единичной мощностью 250 и 400 МВ·А. Основными на подстанциях 330 кВ являются АТ единичной мощностью 200—250 МВ-А, так как подстанции с двумя такими АТ соответствуют пропускной способности линии 330 кВ.
На подстанциях 110—330 кВ в большинстве случаев два трансформатора (АТ). Несмотря на то что на большинстве вновь вводимых подстанций в первый период устанавливается один трансформатор (резервирование в этот период осуществляется по сети вторичного напряжения), удельный вес однотрансформаторных подстанций неуклонно снижается. Так, за последние 10 лет их доля уменьшилась на подстанциях 110 кВ с 48 до 34%, 220 кВ — с 47 до 34%, 330 кВ — с 55 до 23%. Эта тенденция определяется повышением требований к надежности электроснабжения по мере роста плотности электрических нагрузок.
Количество подстанций 110 кВ с числом трансформаторов более двух очень незначительно, подстанций 220 кВ — порядка 7—8 %. Как правило, такие решения определяются конкретными соображениями при расширении отдельных подстанций: трудностями замены трансформаторов на более мощные по конструктивным соображениям или условиям организации работ. Многотрансформаторными выполнены некоторые подстанции 220/НН, предназначенные для питания сосредоточенной нагрузки крупных промышленных потребителей. Доля трех-, четырехтрансформаторных подстанций 330 кВ достаточно велика (около 20 %), что является следствием отсутствия АТ 330/110/НН мощностью более 200 МВ-А и недостаточности в районах с высокой плотностью нагрузок предельной мощности подстанции 2Х200 МВ-А.
Средневзвешенная загрузка трансформаторов (автотрансформаторов) 220 и 330 кВ в X пятилетке составляла примерно 55%. В ОЭС со сложившимися сетями 220 кВ
(Центр, Средняя Волга, Юг, Северный Кавказ, Северо-Запад и Средняя Азия) средневзвешенная загрузка трансформаторов составляла 60 % и более, что свидетельствует о хорошем использовании трансформаторного парка. Автотрансформаторы 330 кВ имели наибольшую средневзвешенную загрузку в ОЭС Юга (более 60 %). Следует отметить, что средневзвешенная (по стране) загрузка АТ 330/110 кВ приближалась к 70 %, в то время как загрузка АТ 330/220 кВ была немногим выше 40 %.
