Основным оборудованием подстанций являются силовые трансформаторы. Они предназначены для преобразования электроэнергии одного напряжения в другое, напряжения со стороны питающих линий на напряжение распределительных сетей. Наибольшее распространение получили трехфазные двухобмоточные трансформаторы. На ГПП, обеспечивающих электроснабжение крупныхстроек, могут применяться трехфазные двухобмоточные трансформаторы.
Трансформаторы характеризуются номинальной мощностью, номинальным напряжением обмоток при холостом ходе, напряжением короткого замыкания, током холостого хода и потерями мощности при коротком замыкании и холостом ходе.
Шкала мощностей трансформаторов стандартная и выбирается из ряда:
25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000 кВА и 10 – кратная этим мощностям до80000 кВА включительно. На ГПП применяются трансформаторы мощностьюот 1 до 40 МВА, на потребительских подстанциях промышленных предприятийи строек – от 100 до 2500 кВА.
Обмотки трансформаторов соединяют между собой по схемам звезда Υ и треугольник Δ. Соединение обмоток высшего напряжения (ВН) трансформаторов ГПП обычно соединяют в звезду, что позволяет выполнить внутреннююизоляцию на фазную ЭДС, то есть в 
раз меньше линейной.
Обмотки низшего напряжения (НН) преимущественно соединяют в треугольник, что позволяет уменьшить ток в раз и, следовательно, сечение и расход обмоточного провода. Кроме того, присоединении обмоток трансформатора в треугольник создается замкнутый контур для токов высших гармоник, кратных трем, которые приэтом не выходят во внешнюю сеть, из-за чего улучшается симметрия напряжений на нагрузке.
Обмотки ВН трансформаторов потребительских ТП обычно соединяют в
Δ, а НН – в Υ и звезду с выведенным нулем.
В процессе работы трансформатора происходит нагрев обмоток и магнитопровода. С целью снижения нагрева трансформатора, его обмоток и должны охлаждаться. На трансформаторах, используемых на ГПП, применяется естественное воздушное охлаждение, естественное масляное, масляное охлаждение сдутьем и естественной циркуляцией масла, масляное охлаждение с дутьем ипринудительной циркуляцией масла через воздушные охладители, масляно водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла. На потребительских ТП применяются трансформаторы с масляным охлаждением и сухие.
Трансформаторы допускают определенную перегрузку в зависимости от первоначальной загрузки, длительности перегрузки и температуры охлаждающей среды. Аварийная максимальная перегрузка в течение 0,5 часа не должнадопускать двукратного значения от номинальной мощности трансформатора.
Если трансформатор с масляным охлаждением имел нагрузку не более 0,9 Sном, то он может допустить перегрузку на 40% в течение 6 часов при температуреохлаждающего воздуха не более +20°С.
Для обеспечения нормальной работы потребителей, на шинах подстанции должен поддерживаться определенный уровень напряжения.
Этот уровень можно поддерживать изменением коэффициента трансформации n=U1 / U2 (отношение напряжения первичной и вторичной обмоток). Для этих целей обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями. Переключениеответвлений можно осуществлять без возбуждения (ПБВ), то есть при отключении обмоток трансформатора от сети и под нагрузкой (РПН).
Кроме конструктивных особенностей трансформаторов для подстанции
Необходимо выбрать их количество и мощность.
При выборе количества трансформаторов на подстанции учитывают категорию приемников электроэнергии. Для электроснабжения приемников 1 и 2 категории применяются двухтрансформаторные подстанции. Двухтрансформаторные подстанции также целесообразно применять при неравномерном суточном и годовом графиках нагрузки предприятия, предприятия (стройки), при значительной разнице загрузки смен при двухсменной работе. Электроприемники 3 категории обеспечиваются электроэнергией от одного трансформатора.
НаГПП, как правило, применяются два трансформатора, что обеспечивает надежное электроснабжение потребителей всех категорий. Применение однотрансформаторных подстанций допустимо применять, если имеется возможность обеспечить послеаварийное питание электроприемников по линиям вторичного напряжения от соседних подстанций или других источников питания.
На двухтрансформаторных подстанциях трансформаторы обычно работают раздельно. Стремятся применять трансформаторы одного конструктивногоисполнения одинаковой мощности. Это упрощает замену трансформатора в случае выхода одного из строя, сокращает номенклатуру заводского резерва.
Мощность трансформаторов определяется активной нагрузкой предприятия (района) и реактивной мощностью, передаваемой из системы в период максимального потребления электроэнергии предприятием.
На потребительских ТП трансформаторы по конструктивным особенностям выбирают в зависимости от способа установки – наружной или внутренней.
Количество и мощность трансформаторов также, как и на ГПП, зависит от категории надежности электроснабжения электроприемников при напряжении до1000 В и компенсации реактивной мощности.
Двухтрансформаторные подстанции применяются при преимущественном
количестве приемников 1 и 2 категории. Целесообразным является применение двухтрансформаторных подстанций при неравномерном суточном или годовомграфике нагрузок.
Однотрансформаторные подстанции применяются при наличии электроприемников 3 категории, которые допускают перерыв в электроснабжении навремя замены вышедшего из строя трансформатора или при резервировании отсоседних ТП по линиям вторичного напряжения (рис. 9.12).Резервирование осуществляется по резервирующим перемычкам или линиям связи, которые связывают две подстанции и при необходимости передаютэлектроэнергию с шин одного трансформатора на шины другого трансформатора.
Рис. 9.12. Резервирование при электроснабжении
от однотрансформаторных ТП
