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 ее спада трансформатор будет не загружен, т. е. недоиспользована его мощность. Опыт эксплуатации показывает, что трансформатор может работать часть суток с перегрузкой, если в другую часть 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. 2.19 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. 2.19).
Рис. 2.19. Построение двухступенчатого графика по суточному графику нагрузки трансформатора
Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика определяется по выражению
где s 1, s 2,..., s m – значения нагрузки в интервалах Dt1, Dt2,..., Dtm.
Коэффициент максимальной нагрузки в интервале h = Dh 1 + Dh 2 +... + Dh p
Если K'2 > 0,9Kтах, то принимают K'2 = K2, если K'2 < 0,9Kтах, то принимают K2 = 0,9Kтах.
Зная среднюю температуру охлаждающей среды за время действия графика (Qохл), систему охлаждения трансформатора (М, Д, ДЦ, Ц), по таблицам, приведенным в ГОСТ 14209–85 (для трансформатора до 100 MBА), определяют допустимость относительной нагрузки K 2и ее продолжительность.
|
|
Нагрузка более 1,5 S ном должна быть согласована с заводом-изготовителем. Нагрузка более 2S номне 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.
Допустимая (кратковременная) аварийная перегрузка определяется [1.13, п. 5.3.15]:
Масляные трансформаторы | |||
Перегрузка по току, % | 30 45 | ||
Длительность перегрузки, мин | 120 80 | ||
Сухие трансформаторы | |||
Перегрузка по току, % | 20 30 | ||
Длительность перегрузки, мин | 60 45 |
Анализируя приведенные в ГОСТ 14209–85 таблицы допустимых перегрузок, можно сделать вывод, что трансформаторы с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц при первоначальной нагрузке 0,9 S номдопускают перегрузку на 40 % в течение 6 ч при температуре охлаждающего воздуха не более 20 oС.
Эту перегрузку имеют в виду, когда определяют расчетные токи в цепях трансформаторов (см. подразд. 4.1).