9.5. Способы повышения эксплуатационной надежности трансформаторов

Основные признаки выхода из строя трансформаторов — по­трескивание и ненормальные шумы, ненормальное вторичное на­пряжение, течь масла, пробой обмоток и обрывы в них и перегрев трансформатора. Эти дефекты вызваны недостаточной и некаче­ственной эксплуатацией трансформаторов, полным отсутствием или неполноценным проведением планово-предупредительных ремонтов. Их можно устранить, наладив работу электромонтеров соответствующих служб.

Для устранения перегрева трансформаторов в процессе эксплу­атации необходимо следить за правильностью выбора мощности силового трансформатора и степенью его загрузки. При этом мощность силового трансформатора должна быть приведена к температуре окружающей среды. Это условие можно выполнить, если провести коррекцию мощности трансформатора в зависимо­сти от среднегодовой температуры для данной местности. При среднегодовой температуре, не равной +5 °С, паспортная мощ­ность трансформатора, кВ • А, должна быть пересчитана (приведе­на к стандартной температуре, +5 °С) по формуле

Если трансформатор установлен в неотапливаемом вентилиру­емом помещении, то среднегодовую температуру принимают на 8 °С выше температуры воздуха на открытом месте, исходя из того, что температура входящего и выходящего воздуха различается на 15 °С, т.е.

С учетом использования трансформаторов по мощности пра­вилами технической эксплуатации допускается аварий­ная 40%-ная их перегрузка сверх номинальной на период максимумов общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 сут. При этом коэффициент

предварительной загрузки трансформатора не должен быть бо­лее 0,93. В аварийных случаях допускается кратковременная пере­грузка трансформаторов сверх номинальной независимо от пред­шествующего режима и температуры охлаждающей среды, допус­тимые значения перегрузки трансформаторов приведены в табли­це 9.1. Допустимые нормальные перегрузки в процессе эксплуатации трансформаторов рассчитывают исходя из того, что срок службы трансформатора 20 лет.

Существует трехпроцентное правило определения нормальной перегрузки с учетом суточной загрузки трансформатора.

Если суточный график нагрузки трансформатора имеет коэффи­циент заполнения менее 100 %, то на каждые 10 % снижения коэф­фициента заполнения суточного графика нагрузки допускается пере­грузка в 3 % сверх номинальной мощности трансформатора в часы максимума нагрузки в том случае, если температура окружающей среды не выше +35 С.

Коэффициент заполнения суточного графика (А_{зап г}) нагрузки трансформатора определяют как отношение площади, ограничен­ной графиком нагрузки (!(//)), к площади прямоугольника, сто­ронами которого являются абсцисса t = 24 ч и ордината /_макс — максимальный ток нагрузки за сутки (рис. 9.2):

Таким образом, коэффициент заполнения суточного графика нагрузки — это отношение среднесуточного тока к максималь-

ному току за сутки (или отношение среднесуточной нагрузки к максимальной).

Коэффициент заполнения суточного графика нагрузки мож­но определить и по показаниям счетчиков активной и реактив­ной энергии:

где W_a — показания счетчика активной энергии, В * А * ч; U_H — номинальное ли­нейное напряжение трансформатора, В; cos (р_ср._взв — значение средневзвешенно­го коэффициента мощности.

Однако известно, что

тогда

или можно записать

В летние месяцы нагрузка на трансформаторы меньше, чем в зимнее время, и следователь­но, износ изоляции трансфор­маторов летом бывает меньше.

Это дает возможность без ущерба для срока службы изо­ляции зимой допустить его пе­регрузку по однопроцентному правилу.

Если максимум типового (среднего) графика нагрузки ле­том (июнь, июль, август) мень­ше номинальной нагрузки транс­форматора, то в зимние месяцы

(ноябрь, декабрь, январь и февраль) допускается перегрузка в 1 % на каждый 1 % недогрузки летом, но не более чем на 15 %.

Оба правила допускается применять совместно, но при этом трансформаторы, установленные на открытом воздухе, не должны быть перегружены более чем на 30 %, а трансформаторы, установ­ленные в закрытых вентилируемых помещениях, — более чем на 20 %, т. е.:

S_доп ⁼ 1,3S_H — открытая установка трансформатора;

S_доп = 1,2S_H — установка трансформатора в закрытых помеще­ниях.

Пример. Мощность трансформатора, установленного в помещении, 320 кВ А, среднегодовая температура окружающей среды +5°С. Коэффициент заполнения су­точного графика нагрузки 0,8. Максимум летней нагрузки 280 кВ • А. Определить допустимую мощность трансформатора во время зимнего максимума нагрузки.

Решение. Так как трансформатор установлен в помещении, то среднегодо­вую

С учетом этого определим номинальную мощность трансформатора

Недогрузка трансформатора составляет (1 —0,8)100 = 20%. Тогда допустимая перегрузка по трехпроцентному правилу

Допустимая перегрузка по однопроцентному правилу

Тогда общая допустимая перегрузка по обоим правилам

Значит, в зимнее время трансформатор может быть загружен до мощности

Статистика показывает, что большая часть трансформаторов выходит из строя не зимой, в период максимальной нагрузки, а летом — при минимальной. Проис­ходит это потому, что на нагрев трансформатора влияют не только его нагрузка и подведенное напряжение, но и температура окружающей среды.

Контрольные вопросы и задания

1. Опишите методику транспортировки силовых трансформаторов. 2. Когда силовые трансформаторы выводят в ремонт? 3. Перечислите причины, вызываю­щие основные неисправности трансформаторов. 4. В чем заключается подготовка трансформаторов к включению? 5. Какие операции входят в объем текущего ре­монта? 6. На что обращают внимание при осмотре силового трансформатора? 7. Каковы допустимые перегрузки трансформаторов? 8. Расскажите об эксплуатации электрооборудования распределительных устройств. 9. Опишите технологию тех­нического обслуживания различных видов распределительных устройств.

Задание 1. Определить максимально допустимую перегрузку силового трансформатора ТМ-160/10-0,4, если продолжительность максимума составляет Зч и максимальный ток нагрузки 160А, а коэффициент заполнения суточного графика нагрузки 0,6.

Задание 2. Определить максимально допустимую перегрузку силового трансформатора ТМ-100/10-0,4, установленного в помещении, если максимальная нагрузка летом 80 кВ * А. Среднегодовая температура для данной местности +5 °С.

Задание 3. Определить максимально допустимую перегрузку силового трансформатора ТМ-400/10-0,4, установленного на мачтовой подстанции в мест­ности, где среднегодовая температура +3 °С, коэффициент заполнения суточного графика нагрузки 0,7, а максимальная нагрузка летом 360 кВ * А.

Задание 4. Определить коэффициент заполнения суточного графика на­грузки, если показания счетчиков активной и реактивной нагрузки соответствен­но 1600 кВт • ч и 2200 квар ■ ч, показания счетчиков определены за 24 ч.