Нагрузочная способность силовых трансформаторов

При выборе мощности трансформаторов нельзя руководствоваться только их номинальной мощностью, так как в реальных условиях темпера­тура охлаждающей среды, условия установки трансформатора могут быть отличными от принятых. Нагрузка трансформатора меняется в течение су­ток, и если мощность выбрать по максимальной нагрузке, то в периоды спада ее трансформатор будет не загружен, т. е. недоиспользована его мощность. Опыт эксплуатации показывает, что трансформатор может ра­ботать часть суток с перегрузкой, если в другую часть суток его нагрузка меньше номинальной. Критерием различных режимов является износ изо­ляции трансформатора.

Нагрузочная способность трансформатора — это совокупность допу­стимых нагрузок и перегрузок.

Допустимая нагрузка — это длительная нагрузка, при которой рас­четный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответ­ствующий номинальному режиму работы.

Перегрузка трансформатора — режим, при котором расчетный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий номинальному ре­жиму работы. Такой режим возникает, если нагрузка окажется больше номинальной мощности трансформатора или температура охлаж­дающей среды больше принятой расчетной.

Допустимые систематические нагрузки трансформатора больше его но­минальной мощности возможны за счет неравномерности нагрузки в тече­ние суток. На рис. 2.33 изображен суточный график нагрузки, из которого видно, что в ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума перегружен.

При недогрузке износ изоляции мал, а во время перегрузки значительно увеличивается. Максимально допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наи­большая температура обмотки + 140 °С, наибольшая температура масла в верхних слоях + 95 °С и износ изоляции за время максимальной нагруз­ки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номиналь­ной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки не превышает + 98 °С (ГОСТ 14209 - 85). Для подсчета допустимой систематической нагрузки действительный график преобразуется в двухступенчатый (см. рис. 2.33).

Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика определяет­ся по выражению

Если К'_г > 0,9К_таx, то принимают К'_г = К₂,; если К₂' < 0,9К_тах, то при­нимают К₂ = 0,9К_тах.

Зная среднюю температуру охлаждающей среды за время действия графика (0_ОХЛ), систему охлаждения трансформатора (М, Д, ДЦ, Ц), по таблицам, приведенным в ГОСТ 14209-85 (для трансформаторов до 100 MB А), определяют допустимость относительной нагрузки К₂ и ее продолжительность.

Нагрузка более l,5S_HOM должна быть согласована с заводом-изготовите­лем. Нагрузка более 2,0S_HOM не допускается.

Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях, например при выходе из строя параллельно включенного трансформатора.

Допустимая аварийная перегрузка определяется предельно допустимы­ми температурами обмотки (140 °С для трансформаторов напряжением выше 110 кВ и 160 °С для остальных трансформаторов) и температурой масла в верхних слоях (115°С).

Аварийные перегрузки вызывают повы­шенный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению нор­мированного срока службы трансформатора, если повышенный износ впоследствии не компенсирован нагрузкой с износом изоляции ниже нормального.

Значение допустимой аварийной перегрузки определяется по ГОСТ 14209 — 85 в зависимости от коэффициента начальной нагрузки K_lt темпе­ратуры охлаждающей среды во время возникновения аварийной перегруз­ки Ө_0ХЛ и длительности перегрузки. Максимальная аварийная перегрузка не должна превышать 2,0S_HOM.

При выборе трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, по условиям аварийных перегрузок можно воспользоваться табл. 2.3.

Таблица 2.3. Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов при выборе

их номинальной мощности для промышленных подстанций при предшествующей

нагрузке, не превышающей 0,8 (по ГОСТ 14209 — 85)

Продолжи-	Эквивалентная температура охлаждающего воздуха, °С
тельность	_			+ 10	+ 20	+ 30
перегрузки, ч
	м, д	ДЦ	М, Д	ДЦ	м, д	ДЦ Ц	м, д	ДЦ, Ц	М, Д	ДЦ, Ц
0,5		1,8		1,8		1,7		1,6		1,5
		1,7		1,7		1,6		1,5	1,9	1,5
		1,6	1,9	1,6	1,8	1,5	1,7	1,4	1,6	1,4
	1,7	1,5	1,7	1,5	1,6	1,4	1,4	1,4	1,3	1,3
	1,6	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,4	1,3	1,3
	1,6	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,4	1,2	1,3
	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,4	1,2	1,3
	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,4 '	1,2	1,3

Точный расчет максимально допустимых нагрузок и аварийных пере­грузок, а также износ витковой изоляции производится на ЭВМ по вспо­могательным схемам, приведенным в ГОСТ 14209 — 85.

Анализируя приведенные в ГОСТ 14209-85 таблицы допустимых ава­рийных перегрузок, можно сделать вывод, что трансформаторы с система­ми охлаждения М, Д, ДЦ и Ц при первоначальной нагрузке не более 0,9S_HOM допускают перегрузку на 40% в течение 6 ч при температуре охла­ждающего воздуха не более + 20 °С и 30 % в течение 4 ч при температуре охлаждающего воздуха + 30 °С.

Допустимые нагрузки и аварийные перегрузки для трансформаторов мощностью свыше 100 MB-А устанавливаются в инструкциях по эксплуа­тации; для сухих трансформаторов и трансформаторов с негорючим жид­ким диэлектриком — в стандартах или технических условиях на кон­кретные типы трансформаторов (ГОСТ 11677-85).

Дата добавления: 2014-01-07