Лекция №13. Нагрузочная способность трансформаторов

Как отмечалось в курсе «Теоретические основы эесплуатации электрооборудования», трансформатор в процессе эксплуатации допускает перегрузки.

Перегрузки трансформатора. В условиях эксплуатации различают допустимые нагрузки и допустимые перегрузки трансформатора. Как отмечалось выше, если режим работы трансформатора не вызывает ускорения старения изоляции и срок ее службы остается соответствующим номинальному режиму, режим допускается неограниченно долгим и называется допустимой длительной нагрузкой.

Режим, вызывающий ускоренный износ и сокращение срока службы изоляции, называют перегрузкой. Если при такой перегрузке температура наиболее нагретой точки в трансформаторе не превосходит опасного значения, она считается допустимой.

Совокупность всех допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора определяет его нагрузочную способность.

Допустимые нагрузки, разрешаемые Правилами технической эксплуатации подразделяются на систематические и аварийные.

Первые могут возникать систематически при неравномерном суточном графике нагрузки трансформатора, вторые – при аварийной ситуации.

ГОСТ 14209 – 85 разрешает использовать так называемое одно­процентное правило систематических перегрузок: если максимум типового (среднего) графика нагрузки трансформатора в летнее время меньше его номинальной мощности, то в зимнее время допускается дополнительная однопроцентная перегрузка транс­форматора на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 % (причем должно соблюдаться условие < ).

При работе трансформатора может частично или полностью отказать система принудительного охлаждения (вентиляторы, на­сосы). При этом, естественно, нагрузка трансформаторов должна быть снижена по значению или длительности. Соответствующие рекомендации содержатся в ГОСТ 14209 – 85.

Кроме этого существует еще 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.

С учетом использования трансформаторов по мощности пра­вила технической эксплуатации допускают аварийную 40%-ную их перегрузку сверх номинальной на период максимумов общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 суток. При этом коэффициент предварительной загрузки трансформатора должен быть не 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 табл. 10.1 Допустимые нормальные перегрузки в процессе эксплуатации трансформа­торов могут быть рассчитаны исходя из того, что трансформа­тор имеет срок службы, равный 20 годам.

Таблица 13.1 - Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов

Допустимая кратковремен­ная перегрузка трансфор­маторов в долях номиналь­ной нагрузки по току	Допустимая длительность пере­грузки трансформаторов, мин
	маслонапол-ненных	сухих
1,20	-	60
1,30	120	45
1,40	90	32
1,50	70	18
1,60	65	5
1,75	20	-
2,00	10	-

Повышение напряжения сверх номинального. При эксплуатации трансформатора напряжение в сети изменяется в значительных пределах и не всегда соответствует тому ответвлению трансформатора, к которому оно подведено. Повышение подведенного напряжения усложняет работу трансформатора, так как с увеличением подводимого напряжения пропорционально увеличивается индукция в стали, что повышает ее насыщение. Это вызывает увеличение тока холостого хода (х.х.) и искажение его формы из-за возрастания амплитуды высших гармоник. Подобное явление может представлять опасность для обмоток высшего напряжения, имеющих меньшие запасы по электрической прочности изоляции, чем в обмотках низкого напряжения.

Поэтому для трансформаторов вводятся ограничения по повышению напряжения:

- длительно - на 5% при нагрузке не выше номинальной, и на 10 % при нагрузке не выше 0,25 номинальной;

- длительно – на 10% при нагрузке не выше номинальной для трансформаторов, работающих в блоке с генераторами автотрансформаторов без ответвлений в нейтрали и вольтодобавочных трансформаторов;

- кратковременно (до 6 ч в сутки) - на 10% при нагрузке не выше номинальной).

При указанных повышениях напряжения не должно быть превзойдено наибольшее рабочее напряжение, предусмотренное ГОСТ 721-77 для данного класса напряжения приведены в таблице 10.2.

Таблица 13.2 – Допустимые наибольшие напряжения трансформаторов

класс напряжения, кВ	3	6	10	20	35	110
наибольшее рабочее напряжение, кВ	3,5	6,9	11,5	23	40,5	126