- •Лекция 1. Сведения о еэс
- •1.1 Общая характеристика еэс россии
- •1.2. Структура установленной мощности электростанций
- •1.3 Графики электрических нагрузок
- •1.4 Электрические сети
- •Лекция 2. Синхронные генераторы
- •Основные данные генераторов
- •Системы охлаждения генераторов
- •Системы возбуждения генераторов
- •Лекция 3. Продолжаем генераторы, начинаем силовые трансформаторы
- •Автоматическое гашение поля генератора
- •Силовые трансформаторы
- •Лекция 4. Силовые трансформаторы
- •Трансформаторы с расщеплённой обмоткой низшего напряжения
- •Автотрансформаторы
- •Режимы работы автотрансформаторов
- •Нагрузочная способность силовых трансформаторов
- •1) Систематическая нагрузка.
- •Лекция 6. Конец трансформаторов и начало схем соединений
- •2) Аварийная перегрузка.
- •Схемы электрических соединений электростанций и подстанций виды схем
- •Основные требования, предъявляемые к схемам электрических соединений
- •Лекция 7. Структурные схемы кэс
- •Как мы выбираем трансформаторы и автотрансформатор?
- •Лекция 8. Структурные схемы тэц
- •Лекция 9. Структурные схемы гэс и аэс Особенности схем гэс
- •Особенности схем аэс
- •Лекция 10. Схемы распределительных устройств со сборными шинам
- •Лекция 11. Блочные схемы электрических цепей
- •Блочные схемы «генератор – трансформатор»
- •Блочные схемы «генератор-трансформатор-линия»
- •Схемы мостиков и многоугольников Схемы мостиков
- •Схемы квадрата и многоугольника
- •Возможные варианты расширения схем
- •Лекция 12. Схемы подстанций
- •Классификация пс
- •Структурные схемы пс
- •Пример главной схемы электрических соединений пс 330/110/10 кВ
- •Лекция 13. Конструктивное исполнение распределительных устройств
- •Коммутационные аппараты
- •Вакуумные выключатели
- •Элегазовые выключатели
- •Разъединители
- •Распределительные устройства
- •Комплектный токопровод
1) Систематическая нагрузка.
Систематическая нагрузка трансформатора мощностью более номинальной возможна за счёт неравномерной нагрузки в течение суток. На рис. 3.21 изображён условный суточный график нагрузки. Выбор мощности трансформатора по Smax неэкономичен.
При выборе Sт<Smax видно, что в ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума перегружен. Для оценки износа изоляции рассмотрим диаграмму теплового режима трансформаторов (рис. 3.22).
Температура масла изменяется линейно по высоте обмотки, H – высота бака трансформатора, τ - превышение температуры. ГОСТ 14209-85 устанавливает следующие температуры и превышения температуры частей трансформатора при номинальных условиях. Превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды τм (воздуха или воды):
- для трансформаторов с системами охлаждения М и Д 55°С,
- для трансформаторов с системами охлаждения Ц и ДЦ 40° С.
Превышение температуры обмотки в наиболее нагретой точке над температурой масла τоб-м:
- для трансформаторов с системами охлаждения М и Д 23°С,
- для трансформаторов с системами охлаждения Ц и ДЦ 38° С.
Превышение температуры обмотки над температурой охлаждающей среды в средней части обмотки τ об: 65° С.
Номинальная температура охлаждающей среды: θ0 = +20 °С.
Температура обмотки в наиболее нагретой точке: θобм =θ0 +τм+ τоб-м.
Базисная условная температура, при которой износ изоляции класса А (класс нагревостойкости изоляции) трансформаторов равен 1, что соответствует сроку службы трансформатора: θн.обм= 98° С.
Предельная температуры обмотки:
Предельная температура масла:
Если трансформатор перегружается, то температура обмотки будет более 98°С, и изоляция при этом больше изнашивается.
Зависимость износа изоляции 𝐿 от температуры обмотки выражается следующей формулой:
где α - постоянная нагрева для изоляции трансформаторов, характеризует тип изоляции, а θ – текущее значение температуры нагрева обмотки. При этом относительный износ изоляции:
Существует так называемое 6-градусное правило, которое формулируется так: на каждые 6 градусов увеличения температуры износ изоляции увеличивается в два раза. Если предельные температуры при этом не достигнуты, трансформатор можно оставить в таком режиме. При переменной нагрузке в одни часы износ изоляции больше нормы, а в другие меньше, а в целом за рассматриваемый период износ изоляции должен быть равен расчётному. Таким образом, критерием допустимости систематических нагрузок трансформатора является износ изоляции.
Лекция 6. Конец трансформаторов и начало схем соединений
Для оценки допустимых систематических нагрузок имеются расчетные таблицы в ГОСТ. Чтобы их использовать, необходимо преобразовать реальный график нагрузки в двухступенчатый. Они должны быть эквивалентны по износу изоляции, так как критерием преобразования должен быть износ изоляции (рис. 3.23).
По графику определяем:
– коэффициент предварительной недогрузки трансформатора; где 𝛼1, 𝛼2, … 𝛼𝑛 - значения нагрузки в интервалах 𝑡1, 𝑡2, … 𝑡𝑛
– коэффициент перегрузки трансформатора; где 𝛽1, 𝛽2, … 𝛽𝑚 - значения нагрузки в интервалах ℎ1, ℎ2, … ℎ𝑚,
– длительность перегрузки.
Зная среднюю температуру охлаждающей среды за время действия графика, вид системы охлаждения трансформатора, по таблицам определяют допустимость относительной нагрузки 𝑘2 и ее продолжительность (для примера в таблице 3.1 приведены нормы допустимых систематических нагрузок для трансформаторов с системами охлаждения М и Д).
Нагрузка более 1,5Sном должна быть согласована с заводом-изготовителем, нагрузка более 2,0Sном не допускается.
Если для выбранного трансформатора k2расч > k2доп при известных k1 и h, то необходимо или выбрать другой трансформатор или изменить график нагрузки (снизить максимум или уменьшить длительность максимума).