4. Перегрузка силовых трансформаторов. Допустимые нормы, длительность.
Допустимые перегрузки. Сроком естественного износа трансформатора, работающего в номинальном режиме, считается срок, равный примерно 20 годам. Этот срок определяется старением изоляции обмоток - бумаги, тканей, лаков и других материалов - под влиянием температур, превышающих допустимую для данного класса изоляции. Процесс старения ведет к изменению исходных электрических, механических и химических свойств изоляционных материалов.
По рекомендациям МЭК для нормального суточного износа изоляции трансформатора температура наиболее нагретой точки обмоток не должна превышать 98°С. Если температуру увеличить на 6°С, срок службы изоляции сократится почти вдвое. Здесь под температурой наиболее нагретой точки подразумевается температура наиболее нагретого внутреннего слоя обмотки верхней катушки трансформатора.
В энергосистемах трансформаторы работают с переменной нагрузкой в условиях непрерывно изменяющейся температуры охлаждающей среды. Большая часть из них не несет номинальной нагрузки в течение всего срока службы, и, таким образом, изоляция их недоиспользуется. Другая часть трансформаторов, наоборот, систематически перегружается, что ускоряет износ их изоляции. Очевидно, что то и другое экономически нецелесообразно. Оптимальным для трансформатора должен быть такой режим работы, при котором износ его изоляции был бы близок к расчетному. Наилучшее использование изоляции трансформаторов достигается загрузкой их в соответствии с так называемой нагрузочной способностью, при этом предусматриваются кратковременные режимы работы с перегрузкой. Согласно ПТЭ допустима длительная перегрузка масляных трансформаторов по току на 5%, если напряжение обмоток не выше номинального, при этом для обмоток с ответвлениями нагрузка не должна превышать 1,05 номинального тока ответвления. Однако в ряде случаев такой безоговорочно допустимой перегрузки для полного использования изоляции трансформатора оказывается недостаточно. Тогда продолжительность и значения перегрузок трансформаторов мощностью до 100 MB·А, изготовленных в соответствии с ГОСТ 11677-85, находят по графикам нагрузочной способности в зависимости от суточного графика нагрузки, эквивалентной температуры охлаждающей среды и постоянной времени трансформатора. Графики нагрузочной способности трансформаторов и методика пользования ими приведены в ГОСТ 14209-85. Применение указаний ГОСТ 14209-85 допускается и для трансформаторов мощностью более 100 MB·А, если в стандартах и технических условиях на такие трансформаторы нет иных указаний по нагрузочной способности.
Трансформаторы с расщепленными обмотками допускают такие же перегрузки каждой ветви, отнесенные к ее номинальной мощности, как и трансформаторы с нерасщепленными обмотками.
Систематические перегрузки, определяемые по графикам нагрузочной способности, допускаются не более 1,5-кратного значения номинального тока.
В эксплуатационной практике нередки случаи, когда при наступлении перегрузки у оперативного персонала отсутствует по той или иной причине суточный график нагрузки и персонал не может воспользоваться графиками нагрузочной способности для определения допустимой перегрузки. В таких случаях рекомендуется пользоваться данными табл. 1.1 и 1.2 в зависимости от системы охлаждения трансформатора. Согласно этим таблицам систематические перегрузки, допустимые вслед за нагрузкой ниже номинальной, устанавливаются в зависимости от превышения температуры верхних слоев масла над температурой охлаждающей среды, которое определяется не позднее начала наступления перегрузки. Заметим, что перегрузки, определяемые по табл. 1.1 и 1.2, в меньшей степени используют перегрузочную способность трансформаторов, чем перегрузки, определяемые по графикам нагрузочной способности, и превышения температуры отдельных частей перегружаемого трансформатора не выходит за пределы значений, допустимых нормами.
Помимо систематических перегрузок в зимние месяцы года допускаются 1%-ные перегрузки трансформаторов на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15%. Это правило применяется в том случае, когда максимум летнего графика нагрузки не превышал номинальной мощности трансформатора.
Допустимая продолжительность перегрузки трансформаторов с охлаждением М (масляное с естественной циркуляцией масла внутри бака и воздуха снаружи) и Д (масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла)
Нагрузка в долях номинальной |
Допустимая продолжительность перегрузки (ч. мин) при превышении температуры верхних слоев масла над температурой воздуха момент начала перегрузки, °С |
|||||
|
18 |
24 |
30 |
36 |
42 |
48 |
|
Длительно |
|||||
1,1 |
3,50 |
3,25 |
2,50 |
2,10 |
1,25 |
0,10 |
1,15 |
2,50 |
2,25 |
1,50 |
1,20 |
0,35 |
- |
1,2 |
2,05 |
1,4 |
1,15 |
0,45 |
- |
- |
1,25 |
1,35 |
1,15 |
0,50 |
0,25 |
- |
- |
1,3 |
1,10 |
0,5 |
0,30 |
- |
- |
- |
1,35 |
0,55 |
0,35 |
0,15 |
- |
- |
- |
1,4 |
0,40 |
0,25 |
- |
- |
- |
- |
Допустимая продолжительность перегрузки трансформаторов с охлаждением ДЦ (масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла) и Ц (масляное с принудительной циркуляцией масла и охлаждающей воды)
