Шестиградусное правило действует в диапазоне от 80 до 140°С. При изменении температуры на каждые 6°С срок службы изоляции изменяется в 2 раза.

Нагрузочная способностьть трансформатора – это свойства трансформатора нести нагрузку сверх номинальной при условиях эксплуатации, определяемых предшествующей нагрузкой и температурой окружающей среды. 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 – это режим работы, при которой расчетный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Такой режим соответствует нагрузке выше номинальной мощности трансформатора или температура охлаждающей среды при данной эксплуатации будет больше принятой расчетной.

Различают систематические и аварийные перегрузки.

Допустимые систематические перегрузки трансформатора могут возникать систематически за счет неравномерности нагрузки в течение суток и лимитируются износом изоляции.

Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях.

Например, при выходе из стоя одного из двух параллельно включенных трансформаторов.

Допустимость аварийных перегрузок лимитируется не износом изоляции, а предельно допустимыми температурами для электрической обмотки и масла. Например, температура обмотки не должна превышать 140°С.

Аварийные перегрузки вызывают повышенный износ витковой изоляции.

Различают 2 вида аварийных перегрузок: кратковременные и длительные, зависящие от предшествующей нагрузки.

Значения допустимой аварийной перегрузки определяется в соответствии с государственным стандартом (ГОСТ).

ГОСТ-14209-85, в зависимости от коэффициента начальной нагрузки и температуры охлаждающей среды во время возникновения перегрузки и длительности перегрузки.

Максимальная аварийная перегрузка не должна превышать двукратного значения номинальной мощности трансформатора.

Трансформатор с системой охлаждения М, Д, ДЦ при первоначальной нагрузке, составляющей не более 90% номинальной мощности, допускают перегрузку на 40% в течение 6 часов при температуре 20°С и допускают перегрузку на 30% в течение 4 часов при температуре 30°С.

Автотрансформаторы

Автотрансформаторы – это многообмоточные трансформаторы, у которых две обмотки соединены электрически.

В энергосистемах получили распространение трехобмоточные автотрансформаторы, трехфазные и группы из однофазных автотрансформаторов.

Их применение экономически оправдано вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземленных сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3-4.

Обмотки трехфазных автотрансформаторов или групп из трех однофазных автотрансформаторов соединяют в звезду с заземленной нейтралью.

Преимущества автотрансформаторов

1. Меньший расход меди, стали, а также изоляционных материалов и меньшая стоимость по сравнению с трансформаторами той же мощности.

2. Меньшая масса и габариты позволяют создавать трансформаторы больших мощностей.

3. Автотрансформаторы имеют меньшие потери и больший КПД.

4. Имеют лучшие условия охлаждения.

Недостатки автотрансформаторов

1. Необходимость глухого заземления нейтрали, что приводит к увеличению токов однофазного КЗ.

2. Сложность регулирования напряжения.

3. Опасность перехода атмосферных перенапряжений с одной обмотки на другую из-за электрической связи обмоток.

В автотрансформаторах часть электрической мощности передается непосредственно (без трансформации) путем контактной связи между последовательной и общей обмотками. И эта мощность называется электрической.

Проходной мощностью называют полную мощность, передаваемую с первичной обмотки автотрансформатора на вторичную.

Трансформаторной мощностью или типовой мощностью называют мощность, передаваемую магнитным полем.

Полная мощность равна сумме трансформаторной и электрической мощностей.

Под номинальной мощностью автотрансформатора понимают его проходную мощность при номинальных условиях.

Обмотки и магнитопровод автотрансформатора рассчитываются на типовую мощность (передаваемую магнитным полем), которую иногда называют расчетной.

Размеры и масса автотрансформатора определяются трансформаторной мощностью.

Силовые автотрансформаторы обычно снабжены обмоткой низшего напряжения 6-35 кВ, фазы которого соединены в треугольник.

Основное назначение третьей обмотки – в компенсации гармонических составляющих напряжения кратных трем и уменьшения сопротивления нулевой последовательности автотрансформатора.

Схема трехфазного трехобмоточного автотрансформатора

В схеме автотрансформатора должна быть глухозащитная нейтраль для того, чтобы не возникали перенапряжения в фазах при замыкании на землю одной из фаз в сети среднего напряжения.

Однако, при этом возрастают токи однофазного КЗ.

I_в – высшего

I_с – относятся к однот-м среднего напряжения.

I_н – низшего

I_о – ток общей части обмотки автотрансформатора.

Измерительные трансформаторы тока

Л₂

Л₁

U₁

U₂

Предназначены для понижения первичного тока до стандартной величины 5А или 1А. Для отделения целей измерения и защиты от целей высокого напряжения.

Различают следующие классы точности трансформаторов тока:

– 0,2

– 0,5

– 1

– 3

– 10

Не разрешается размыкать вторую отмычку трансформатора тока при протекании тока в первой отмычке, так как в этом случае магнитопровод может нагреваться до недопустимой температуры, а на вторичной обмотке (разомкнутой) может появиться высокое напряжение порядка десятков кВ.

Температуры тока имеют различные исполнения:

1. для внутренней и наружной установки:

2. встроенные в отвод выключателя или силового трансформатора;

3. могут иметь одну или две вторичные обмотки, каждая из которых обеспечивает свой класс точности;

4. трансформаторы могут быть проходные и опорные;

5. одно- или многовитковые по числу витков первичной обмотки.

Если ко вторичной обмотке трансформатора подключена нагрузка, отличающаяся от расчетной, то трансформатор не будет обеспечивать заданный класс точности.

Трансформаторы для внутренней установки имеют литую эпоксидную изоляцию. Существуют трансформаторы тока на большие номинальные токи, у которых роль первичной обмотки выполняет шина, проходящая внутри трансформатора.

Например, ТШЛ – трансформатор тока шинный с литой изоляцией; ТПШЛ - трансформатор проходящий с шинный изоляцией.

Для наружной установки выпускаются трансформаторы тока опорного типа в фарфоровом корпусе с элегазовой изоляцией.