Навантажувальна здатність трансформаторів

При виборі потужності трансформаторів не слід керуватись тільки їх номінальною потужністю, тому що в реальних умовах температура охолоджуючого середовища, умови установки трансформатора можуть відрізнятись від прийнятих. Якщо керуватися тільки номінальною потужністю, то трансформатор буде неповністю використаний.

Досвід експлуатації показує, що трансформатори без шкоди для терміну служби можуть перевантажуватися протягом певного періоду часу, якщо в іншу частину періоду вони були недовантажені. Критерієм допустимості того або іншого режиму є не номінальна потужність, а зношування ізоляції за розглянутий період.

В інтервали часу, коли навантаження вище номінального, зношування ізоляції також вище номінального, але в інший час зношування нижче номінального. У цілому за розглянутий період часу зношування ізоляції не повинно перевищувати номінального.

Навантажувальна здатність трансформаторів визначається в основному графіком навантаження й температурою охолодного середовища.

Навантажувальна здатність трансформатора – це сукупність припустимих навантажень і перевантажень

Припустиме навантаження – це тривале навантаження при якому розрахункове зношення ізоляції від нагріву не перевищує зношення, яке відповідає номінальному режиму роботи.

Перевантаження трансформатора – режим, при якому розрахункове зношення ізоляції перевищує зношення, яке відповідає номінальному режиму.

Такий режим виникає, якщо навантаження виявиться більшим номінальної потужності трансформатора, або температура охолоджуючого середовища більша розрахункової.

Теплове старіння ізоляції

Залежність середнього терміну служби ізоляції класу А від температури при зміні її від 80 до 140 ^oС може бути представлена показовою функцією

,

де А и а - постійні;

υ - температура ізоляції в найбільш нагрітій точці.

Термін служби ізоляції при номінальній температурі +98 ^oС дорівнює

Відношення називається відносним терміном служби ізоляції.

Величина зворотна відносному терміну служби, називається відносним зношуванням ізоляції

При переході від основи е до основи 2

,

де = 0.693/а.

Постійну  приймають рівною 6⁰С. Це означає, що при зміні температури на кожні 6⁰С відносне зношування й термін служби ізоляції змінюється в 2 рази. Цю залежність називають шестиградусним правилом. Для нової ізоляції приймають  =8^оС.

Добуток відносного зношування на час дає зношування ізоляції в добі або годинах

,

де t - час, протягом якого визначається зношування.

Якщо температура не постійна, зношування може бути визначене інтегруванням

Графік температури при цьому розбивають на ділянки в межах яких температуру можна вважати постійної.

При температурі ізоляції нижче 80 ^oС відносне зношування настільки мале, що його приймають рівним 0.

Припустимі перевантаження трансформаторів

Розрізняють два види перевантаження - систематичні і аварійні.

Під систематичним перевантаженням розуміють такий режим, при якому в плині частини часу навантаження трансформатора перевищує номінальну потужність, а в інший час розглянутого періоду воно менше номінального. При цьому зношування за розглянутий період не перевищує номінального зношування. При систематичному перевантаженні температура обмотки в найбільш нагрітій точці, у години максимуму навантаження, перевищує 98⁰ C, але вона не повинна бути вищою 140⁰ C. Трансформатор може працювати в умовах систематичного перевантаження в весь термін служби. Основним критерієм допустимості того або іншого режиму при систематичному перевантаженні є зношування ізоляції за період, що розглядається. Температура обмотки лімітує систематичне перевантаження тільки при наявності різко виражених піків.

Під аварійним перевантаженням трансформатора розуміють режим перевантаження, що допускається в аварійних умовах обмежений час, щоб не порушувати електропостачання. В аварійному режимі допускають значно перевищуюче номінальне зношування ізоляції. Температура масла в аварійних режимах не повинна перевищувати 115⁰ С. Температура обмотки короткочасно може перевищувати 140⁰ С.

Типовим випадком аварійного перевантаження є перевантаження трансформатора, що залишився в роботі, двотрансформаторної підстанції при виході з ладу іншого.

Розрахунок навантажувальної здатності з урахуванням графіка навантаження виконується за методикою, наведеною в ДСТ 14209-97, а також в[1, 2].