Действительный и эквива- График нагрузочной

T

Рис. 3.4.

Вариант суточного графика нагрузки

На магистральных железных дорогах в результате оперативного планирования график движения и, вслед за

ним, нагрузки подстанций и трансформаторов претерпе-вают непрерывные случайные изменения, не допускающие даже самых ориентировочных прогнозов. И вот в таких условиях необходимо выбрать трансформатор так, чтобы он прослужил 25 лет. Этому соответствует средняя ско-рость относительного износа изоляции обмоток c=1, если нет аварийных режимов.

А так как надеяться на это нельзя, то в специальной литературе нормальным считается этот износ c= 0,9.

Зависимость относительного износа изоляции обмоток трансформатора от его нагрузки носит резко неравномер-ный характер, и для интервала К = 0,5÷1,5 в первом приближении определяется седьмой степенью относительной нагрузки [л3]

c º К⁷ (3-23)

Это означает пренебрежимо малые значения c при

нагрузках меньше номинальных и очень большие значения износа при превышениях этих значений. Износ изоляции происходит почти исключительно в периоды перегрузок.

Наиболее распространенный случай перегрузок транс-форматоров тяговых подстанций - ликвидация последст-вий перерывов движения поездов, то есть пропуск по участку железной дороги поездов с минимальным меж-поездным интервалом Q_мин. Такие периоды называются "сгущениями". Прямой подсчет скорости износа от числа поездов возможен только при очень грубых допущениях. В практике проектирования систем электроснабжения такой метод определения необходимой трансформаторной мощности применения не нашел. В настоящее время в проектировании широко применяются эмпирические формулы, предложенные ВНИИЖТом.

Мощности трансформаторов рассчитывались как линей-ные функции двух переменных – среднесуточного расхода

энергии на тягу поездов в сутки интенсивного месяца и мощности интенсивного часа. Зная теорию нагрева одно-родного тела, можно сразу же отметить, что первая их этих переменных характеризует J_н, от которой пойдет кривая роста температуры трансформатора в интенсивный час.

Эти формулы не учитывают длительности интенсив-ного периода t_и, однако в силу большого опыта, обоб-щенного в них, не дают ошибок при проектировании, что подтверждается всей практикой электрификации наших железных дорог. ГОСТ 14209-85 [л1] устанавливает другой метод определения мощности трансформаторов, назван-ный в учебнике [л3], упрощенным.

Суть этого метода заключается в сравнении с допустимым значением расчетного коэффициента нагрузки K₂

K₂ < K_доп. (3-25)

Расчетный коэффициент нагрузки K₂ определяется отношением тока трансформатора в режиме максимальных нагрузок к соответствующему номинальному значению

K₂ = I_эмах/I_ном , (3-26)

а коэффициент нагрузки K₁ – отношением к номиналь-нальному значению этого тока в режиме средних нагрузок

K₁ = I_эс/I_ном. (3-27)

Режим максимальных нагрузок трансформатора – это режим следования поездов друг за другом с одинаковыми

минимально допустимыми интервалами. Режим средних нагрузок – это режим нормальной работы участка железной дороги, когда все N пар поездов, которые

должны пройти по нему за сутки, проходят со случайными межпоездными интервалами. Токи I_эмах и I_эс в выражениях (3-26) и (3-27) берутся среднеквадратичными или эффективными, поскольку речь идет о процессах выделения тепла и нагрева проводников.

Вопрос – Чем определяется допустимая перегрузка?

Функцией чего является K _доп?

Ответ – Допустимая перегрузка определяется темпера-

турой ННТО в конце интенсивного периода J_о2.

Она не должна превысить величину 140⁰С.

Еще Вопрос – А от чего зависит J_о2 .?

Ответ – Температура J_о2 согласно выражений (3-9) и

(3-16...3-19) зависит от температуры J_ос, коэф-

фициентов нагрузки K₁ и K₂, длительности

периода t_и и системы охлаждения трансфор-

матора (показатели степени X и Y).

Итак, допустимая перегрузка масляного трансформато-ра в интенсивный период возможна только по причине его недогрузки в среднем режиме. Конкретная величина K_доп определяется в зависимости от коэффициента K₁ с учетом трех других факторов - J_ос, t_и и системы охлаждения.

Зависимости K_доп = f (K₁), называемые кривыми нагру-

зочной способности, приведены в ГОСТе в виде таблиц. Каждая из этих кривых соответствует одному из способов охлаждения, одному их значений эквивалентной темпера-туры охлаждающей среды J_ос и одной из величин t_и. Они

получены с учетом износа изоляции трансформатора.

Для определения коэффициентов нагрузки трансформа-тора K₁ и K₂ его реальный график нагрузки необходимо преобразовать в эквивалентный двухступенчатый. ГОСТ

14209-85 приводит программу такого преобразования. Ее

суть в замене изменяющегося тока нагрузки неизменным током, эквивалентным данному току по нагреву. Расчет производится по следующим выражениям

t₁

I²_эср = 1/t₁ å0,5Dt_i(I²_i-1 + I²_i), (3-28)

t=0

t₂

I²_эмах = 1/(t₂-t₁) å0,5Dt_i(I²_i-1 + I²_i). (3-29)

t=t₁

Эти графики, а также пример графика нагрузочной способности показаны на рисунках 3.5 и 3.6.

Рис. 3.5. Рис. 3.6.

Дата добавления: 2014-12-26