По предельной температуре

Срок службы трансформатора определяется старением его изо­ляции, которое резко возрастает с повышением температуры об­мотки. При изменении температуры изоляции на 6°С срок службы ее изменяется вдвое (сокращается при повышении температуры или увеличивается при ее понижении).

По критерию предельно допустимой температуры для трансфор­маторов допускаются два вида перегрузки:

длительная, за счет снижения температуры окружающей среды по сравнению с номинальной;

кратковременная - аварийная, которая используется в тех слу­чаях, когда отключается один из трансформаторов и оставшиеся в работе принимают на себя повышенную нагрузку.

ГОСТ нормирует температурные условия, при которых трансфор­матор может работать непрерывно в течение всего срока службы:

температура окружающей среды равна 20 °С;

превышение средней температуры масла над температурой ок­ружающей среды для систем охлаждения М и Д 44 °С и для систем охлаждения ДЦ и Ц 36 °С;

превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над средней температурой обмотки 13 °С;

при изменении температуры изоляции на 6°С от среднего значе­ния при номинальной нагрузке, равного 85 °С, срок службы изоля­ции изменяется вдвое (сокращается при повышении и увеличивает­ся при понижении температуры);

во время переходных процессов в течение суток наибольшая тем­пература верхних слоев масла не должна превышать 95 °С, а наибо­лее нагретая точка металла обмотки 140 °С.

Кратковременные перегрузки по критерию температуры явля­ются аварийными, т.е. очень редкими. Они определяются из следу­ющих условий:

перед перегрузкой трансформатор находится в номинальном ре­жиме работы (номинальная нагрузка и номинальная температура окружающей среды);

перегрузка снимается, когда температура наиболее нагретой точ­ки достигает 140 °С.

Температура в 140°С значительно превышает номинальную. Но кратковременно она может быть допущена. Превышение этой темпе­ратуры нежелательно ввиду ее близости к температуре воспламенения паров масла. Кроме того, понижается электрическая прочность мас­ляных промежутков, так из масла может начаться выделение пузырь­ков воздуха, растворенного в масле при более низких температурах.

Время достижения установившихся перегревов трансформато­ра определяется теплоемкостью всех входящих в него масс, услови­ями охлаждения и характеризуется постоянной времени нагрева­ния

ГОСТ предусматривает работу трансформаторов при естествен­но меняющейся температуре воздуха в пределах (-45... + 45°С). Кро­ме того, среднесуточная температура не должна превышать +30 °С, а среднегодовая +20 °С. Используется связь между среднегодовой и эк­вивалентной годовой температурами воздуха.

В закрытых трансформаторных подстанциях с естественной при­точной вентиляцией эквивалентная температура воздуха на 8°С выше, чем наружного.

Допускаемые систематические перегрузки трансформаторов определяются в зависимости от характеристик графика нагрузки и эквивалентных годовых температур окружающей среды. За исход­ную характеристику графика принимают коэффициент начальной загрузки к_{э з}, равный отношению эффективной токовой нагрузки I_Эф к номинальному току трансформатора I_номт: к_эз = I_эф/I_ном.т-

Так же учитывается длительность систематической перегрузки t_cn = 1, 2, 4, 6 ч. Коэффициент систематической перегрузки кса опреде­ляется по приводимым в справочниках зависимостям к_сп =ƒ(к_эз, t_cn). Коэффициент систематической перегрузки к_сп изменяется в пределах 1,1... 1,5. Трансформаторы с большой постоянной времени нагрева­ния (мощностью более 1 MB • А) допускают большие систематические перегрузки (при прочих равных условиях), чем трансформаторы мень­шей мощности (менее 630 кВ • А).

Послеаварийные перегрузки допускаются в исключительных слу­чаях, например при выходе из строя одного из работающих транс­форматоров. В аварийных случаях допустимую перегрузку k_an и ее продолжительность tan определяют по приводимым в справочни­ках зависимостям k_an =f (k_э3, tan) для трансформаторов с разными системами охлаждения. При коэффициенте предварительной заг­рузки k_эз не более 0,93 масляные и совтоловые трансформаторы в течение 30 мин допускают перегрузку на 60% (при системе охлаж­дения М и Д) и на 70% (при системе охлаждения ДЦ и Ц). При дли­тельности перегрузки до 6 ч в сутки допускается перегрузка на 40% сверх номинального тока в течение не более 5 сут.

Сухие трансформаторы в аварийных случаях должны допускать одну из следующих перегрузок сверх номинального тока неза­висимо от температуры окружающей среды и места установки.

Согласно ГОСТ трансформаторы для КТП должны допускать аварийные перегрузки на 30% сверх номинального тока не более чем 3 ч в сутки, если длительная нагрузка состав­ляла не более 70% от номинального тока трансформатора.