Нагрузочная способность трансформаторов

Для силовых трансформаторов кроме номинальной мощности используется понятие нагрузочной способности, критерием которой является срок службы трансформатора.

В процессе эксплуатации трансформатор, мощность которого выбрана по максимальной нагрузке, часть суток может быть недогружен. В результате уменьшается износ изоляции, а срок службы увеличивается и трансформатор по своим техническим показателям устареет раньше, чем износится изоляция. Поэтому в эксплуатации считают возможным превышать номинальную нагрузку, но при этом срок службы был не менее 20 - 25 лет.

Нагрузочная способность трансформатора - это совокупность допустимых нагрузок и перегрузок.

Допустимая нагрузка - это длительная нагрузка, при которой износ изоляции обмоток не превосходит износ при номинальном режиме.

Перегрузка - режим, при котором износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Систематические перегрузки трансформатора возможны за счет неравномерности его нагрузки в течение суток. Максимальная допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наибольшая температура обмотки не превышает 140^ОС, а наибольшая температура масла в верхних слоях не выше 95⁰ С. Для определения допустимой систематической перегрузки используются графики нагрузочной способности трансформаторов (рис. 26).

Рис.26. График нагрузочной способности трансформаторов

ГОСТ 14209-85 содержит 36 графиков нагрузочной способности для разных систем охлаждения, значений постоянной времени нагрева трансформаторов и эквивалентной температуры окружающей среды.

На графиках:

К₁ - коэффициент начальной нагрузки (предшествующей перегрузке);

К₂ - коэффициент допустимого превышения нагрузки.

Кривые построены для разных продолжительностей t перегрузки.

Для вычисления и исходный суточный график (на рис. 27 показан пунктиром) приводят к эквивалентному двухступенчатому графику с нагрузками .

Рис.27. Двухступенчатый график нагрузки

, ,

где - нагрузка i-й ступени графика нагрузки; - продолжительность i-й ступени; - номинальная мощность трансформатора; - число ступеней, где нагрузка меньше ; - число ступеней, где нагрузка больше .

Нагрузка определяется за интервал времени в десять часов, предшествующий началу наибольшей перегрузки. Затем вычисляют

; и .

Если , принимают . Если , принимают .

После вычисления К₁ и К₂по графику нагрузочной способности определяют продолжительность допустимого превышения нагрузки t. Если , такая перегрузка допустима.

Если зимние и летние графики нагрузки совпадают, то принимают годовую эквивалентную температуру охлаждающей среды. Если графики различаются, расчет делают отдельно для зимнего и летнего графиков.

Нагрузки более 1,5 допустимы только по согласованию с заводом-изготовителем, более 2 не разрешаются.

Аварийная перегрузка определяется предельно допустимой температурой обмоток +140^ОС и температурой масла +115^ОС. Такая перегрузка допускается в аварийных ситуациях.

Величина допустимой аварийной перегрузки определяется в зависимости от , температуры охлаждающей среды и длительности перегрузки. Точный расчет систематических нагрузок и аварийных перегрузок производится на основании расчета его температурного режима (теплового расчета).