Какая максимальная нагрузка допускается для масляных трансформаторов ?

Масляные трансформаторы представляют собой устройства особого типа, которые используются в основном при работе в местах с необычными показателями температуры и повышенной влажностью.

Они требовательны к показателям напряжения, силы тока и нагрузки, поэтому вопрос о том, какая нагрузка допускается для масляных трансформаторов является довольно распространенным среди специалистов. Определить его заочно не представляется возможным, необходимо обращать внимание на технические характеристики и условия, особенности его использования, индивидуальные нюансы.

Что переставляют из себя масляные трансформаторы и где они применяются

Масляные трансформаторы используют для работы в необычных условиях окружающей среды. Они станут оптимальным выбором, когда приходится производить работы при низких или высоких температурах, в средах с повышенными характеристиками влажности. В частности, масляный трансформатор функционирует при температурах до 40 градусов со знаком плюс и 60 градусов со знаком минус.

Устройство с масляными включениями размещают под открытым небом, так как его не испортят осадки окружающей среды. Детали механизма надежно защищены от агрессивного воздействия снега, дождя, молний специальными толстым корпусом. Режим температуры для функционирования трансформатора расширенный, поэтому устройства такого типа используют для комбинирования с подстанциями мачтового и столбового вида.

Качество трансформаторного масла определяет бесперебойность и эффективность работы оборудования. Добавление не оригинальной жидкости, попадание частиц примесей или пыли, грязи ведет к уменьшению характеристик электролитов. В результате возникают пробоины между корпусом оборудования и обмоткой. Из-за минимального уровня масла оно начинает превышать максимальную температуру. Допускается или нет перегрузка стандартных масляных трансформаторов в аварийных режимах — вопрос спорный. Это возможно, но пагубно скажется на работе устройства.

Важные характеристики при функционировании оборудования — это наличие правильной изоляции масла и самих обмоток, установление правильного температурного режима и влажности. Справляются с этим специальные установленные мониторинговые системы. Онлайн техника отслеживает то, какая установлена температура, проводит аналитику содержания примесей в масле и газе, осуществляет контроль влажности. Аварийный режим включается, если параметры не соответствуют нормативам. Включать нагрузку нельзя — это приведет к выходу из строя.

5.3. ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

5.3. Силовые трансформаторы и масляные шунтирующие реакторы

5.3.1. При эксплуатации трансформаторов (автотрансформаторов) и шунтирующих масляных реакторов должны выполняться условия их надежной работы. Нагрузки, уровень напряжения, температура отдельных элементов трансформаторов (реакторов), характеристики масла и параметры изоляции должны находиться в пределах установленных норм; устройства охлаждения, регулирования напряжения, другие элементы должны содержаться в исправном состоянии.

5.3.2. Необходимо контролировать правильность установки трансформаторов (реакторов), оборудованных устройствами газовой защиты. Крышка должна иметь подъем по направлению к газовому реле не менее 1%, а маслопровод к расширителю — не менее 2%. Полость выхлопной трубы должна быть соединена с полостью расширителя. При необходимости мембрана (диафрагма) на выхлопной трубе должна быть заменена аналогичной, поставленной заводом-изготовителем.

5.3.3. Стационарные средства пожаротушения, маслоприемники, маслоотводы и маслосборники должны быть в исправном состоянии.

5.3.4. На баках трансформаторов и реакторов наружной установки должны быть указаны станционные (подстанционные) номера. Такие же номера должны быть на дверях и внутри трансформаторных пунктов и камер.

На баки однофазных трансформаторов и реакторов должна быть нанесена расцветка фазы. Трансформаторы и реакторы наружной установки должны быть окрашены в светлые тона краской, стойкой к атмосферным воздействиям и воздействию масла.

5.3.5. Питание электродвигателей устройств охлаждения трансформаторов (реакторов) должно быть осуществлено, как правило, от двух источников, а для трансформаторов (реакторов) с принудительной циркуляцией масла — с применением АВР.

5.3.6. Устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) трансформаторов должны быть в работе в автоматическом режиме. По решению технического руководителя энергосистемы допускается устанавливать неавтоматический режим регулирования напряжения путем дистанционного переключения РПН с пульта управления, если колебания напряжения в сети находятся в пределах, удовлетворяющих требования потребителей электроэнергии.

Не допускается переключение устройства РПН трансформатора, находящегося под напряжением, вручную (рукояткой).

5.3.7. Вентиляция трансформаторных подстанций и камер должна обеспечивать работу трансформаторов во всех нормированных режимах.

5.3.8. На трансформаторах и реакторах с принудительной циркуляцией воздуха и масла (охлаждение вида ДЦ) и на трансформаторах с принудительной циркуляцией воды и масла (охлаждение вида Ц) устройства охлаждения должны автоматически включаться (отключаться) одновременно с включением (отключением) трансформатора или реактора. Принудительная циркуляция масла должна быть непрерывной независимо от нагрузки. Порядок включения (отключения) систем охлаждения должен быть определен заводской инструкцией.

Не допускается эксплуатация трансформаторов и реакторов с искусственным охлаждением без включенных в работу устройств сигнализации о прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или об останове вентиляторов.

5.3.9. На трансформаторах с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла (система охлаждения Д) электродвигатели вентиляторов должны автоматически включаться при достижении температуры масла 55 град. С или номинальной нагрузки независимо от температуры масла и отключаться при понижении температуры масла до 50 град. С, если при этом ток нагрузки менее номинального.

Условия работы трансформаторов с отключенным дутьем должны быть определены заводской инструкцией.

5.3.10. При масловодяном охлаждении трансформаторов давление масла в маслоохладителях должно превышать давление циркулирующей в них воды не менее чем на 0,1 кгс/см2 (10 кПа) при минимальном уровне масла в расширителе трансформатора.

Система циркуляции воды должна быть включена после включения рабочих масляных насосов при температуре верхних слоев масла не ниже 15 град. С и отключена при понижении температуры масла до 10 град. С, если иное не оговорено в заводской технической документации.

Должны быть предусмотрены меры для предотвращения замораживания маслоохладителей, насосов и водяных магистралей.

5.3.11. Масло в расширителе неработающего трансформатора (реактора) должно быть на уровне отметки, соответствующей температуре масла в трансформаторе (реакторе).

5.3.12. При номинальной нагрузке температура верхних слоев масла должна быть (если заводами-изготовителями не оговорены иные значения температуры) у трансформатора и реактора с охлаждением ДЦ — не выше 75 град. С, с естественным масляным охлаждением М и охлаждением Д — не выше 95 град. С; у трансформаторов с охлаждением Ц температура масла на входе в маслоохладитель должна быть не выше 70 град. С.

5.3.13. Допускается продолжительная работа трансформаторов (при мощности не более номинальной) при напряжении на любом ответвлении обмотки на 10% выше номинального для данного ответвления. При этом напряжение на любой обмотке должно быть не выше наибольшего рабочего.

Для автотрансформаторов с ответвлениями в нейтрали для регулирования напряжения или предназначенных для работы с последовательными регулировочными трансформаторами допустимое повышение напряжения должно быть определено заводом-изготовителем.

5.3.14. Для масляных трансформаторов допускается длительная перегрузка по току любой обмотки на 5% номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального.

Кроме того, для трансформаторов в зависимости от режима работы допускаются систематические перегрузки, значение и длительность которых регламентируются типовой инструкцией по эксплуатации трансформаторов и инструкциями заводов-изготовителей.

В тех автотрансформаторах, к обмоткам низкого напряжения которых подключены генератор, синхронный компенсатор или нагрузка, должен быть организован контроль тока общей части обмотки высшего напряжения.

5.3.15. В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах:

Масляные трансформаторы Перегрузка по току, % ………………. 30 45 60 75 100 Длительность перегрузки, мин. ……….. 10 Сухие трансформаторы Перегрузка по току, % ………………. 20 30 40 50 60 Длительность перегрузки, мин. ……….. 60 45 32 18 5

Допустимые продолжительные перегрузки сухих трансформаторов устанавливаются заводской инструкцией.

5.3.16. При аварийном отключении устройств охлаждения режим работы трансформаторов определяется положениями заводской документации.

5.3.17. Включение трансформаторов на номинальную нагрузку допускается:

с системами охлаждения М и Д при любой отрицательной температуре воздуха;

с системами охлаждения ДЦ и Ц при значениях температуры окружающего воздуха не ниже минус 25 град. С. При более низких значениях температуры трансформатор должен быть предварительно прогрет включением на нагрузку около 0,5 номинальной без запуска системы циркуляции масла до достижения температуры верхних слоев масла минус 25 град. С, после чего должна быть включена система циркуляции масла. В аварийных условиях допускается включение трансформатора на полную нагрузку независимо от температуры окружающего воздуха;

при системе охлаждения с направленным потоком масла в обмотках трансформаторов НДЦ, НЦ в соответствии с заводскими инструкциями.

5.3.18. Переключающие устройства РПН трансформаторов разрешается включать в работу при температуре верхних слоев масла минус 20 град. С и выше (для погружных резисторных устройств РПН) и минус 45 град. С и выше (для устройств РПН с токоограничивающими реакторами, а также для переключающих устройств с контактором, расположенным на опорном изоляторе вне бака трансформатора и оборудованным устройством искусственного подогрева).

Эксплуатация устройств РПН должна быть организована в соответствии с положениями инструкций заводов-изготовителей.

5.3.19. Для каждой электроустановки в зависимости от графика нагрузки с учетом надежности питания потребителей и минимума потерь энергии должно быть определено количество одновременно работающих трансформаторов.

В распределительных электросетях напряжением до 15 кВ включительно должны быть организованы измерения нагрузок и напряжений трансформаторов в период максимальных и минимальных нагрузок. Срок и периодичность измерений устанавливаются техническим руководителем энергообъекта.

5.3.20. Нейтрали обмоток 110 кВ и выше автотрансформаторов и реакторов, а также трансформаторов 330 кВ и выше должны работать в режиме глухого заземления.

Допускается заземление нейтрали трансформаторов и автотрансформаторов через специальные реакторы.

Трансформаторы 110 и 220 кВ с испытательным напряжением нейтрали, соответственно, 100 и 200 кВ могут работать с разземленной нейтралью при условии ее защиты разрядником. При обосновании расчетами допускается работа с разземленной нейтралью трансформаторов 110 кВ с испытательным напряжением нейтрали 85 кВ, защищенной разрядником.

5.3.21. При срабатывании газового реле на сигнал должен быть произведен наружный осмотр трансформатора (реактора), отобран газ из реле для анализа и проверки на горючесть. Для обеспечения безопасности персонала при отборе газа из газового реле и выявления причины его срабатывания должны быть произведены разгрузка и отключение трансформатора (реактора). Время выполнения мероприятий по разгрузке и отключению трансформатора должно быть минимальным.

Если газ в реле негорючий, отсутствуют признаки повреждения трансформатора (реактора), а его отключение вызвало недоотпуск электроэнергии, трансформатор (реактор) может быть немедленно включен в работу до выяснения причины срабатывания газового реле на сигнал. Продолжительность работы трансформатора (реактора) в этом случае устанавливается техническим руководителем энергообъекта.

По результатам анализа газа из газового реле, хроматографического анализа масла, других измерений (испытаний) необходимо установить причину срабатывания газового реле на сигнал, определить техническое состояние трансформатора (реактора) и возможность его нормальной эксплуатации.

5.3.22. В случае автоматического отключения трансформатора (реактора) действием защит от внутренних повреждений его можно включать в работу только после осмотра, испытаний, анализа газа, масла и устранения выявленных нарушений.

В случае отключения трансформатора (реактора) защитами, действие которых не связано с его повреждением, он может быть включен вновь без проверок.

5.3.23. Трансформаторы мощностью 1 МВ.А и более и реакторы должны эксплуатироваться с системой непрерывной регенерации масла в термосифонных или адсорбционных фильтрах.

Масло в расширителе трансформатора (реактора), а также в баке или расширителе устройства РПН должно быть защищено от непосредственного соприкосновения с окружающим воздухом.

У трансформаторов и реакторов, оборудованных специальными устройствами, предотвращающими увлажнение масла, эти устройства должны быть постоянно включены независимо от режима работы трансформатора (реактора). Эксплуатация указанных устройств должна быть организована в соответствии с инструкциями завода-изготовителя.

Масло маслонаполненных вводов должно быть защищено от окисления и увлажнения.

5.3.24. Включение в сеть трансформатора (реактора) должно осуществляться толчком на полное напряжение.

Трансформаторы, работающие в блоке с генератором, могут включаться вместе с генератором подъемом напряжения с нуля.

5.3.25. Осмотры трансформаторов (реакторов) без отключения производятся в сроки, устанавливаемые техническим руководителем энергообъекта в зависимости от их назначения, места установки и технического состояния.

5.3.26. Ремонт трансформаторов и реакторов (капитальный, текущий) и их составных частей (РПН, системы охлаждения и др.) выполняется по мере необходимости в зависимости от их технического состояния, определяемого измерениями, испытаниями и внешним осмотром.

Сроки ремонта устанавливаются техническим руководителем энергосистемы (энергообъекта).

5.3.27. Профилактические испытания трансформаторов (реакторов) должны проводиться в соответствии с объемом и нормами испытаний электрооборудования и заводскими инструкциями.

Допустимые нагрузки и перегрузки в трансформаторах

Технические характеристики определяются в зависимости от того, при каких номинальных показателях износ конструктивных деталей произойдет за 20 лет. В результате использования прибора в больших пределах он не только не покажет эффективность и будет работать с перебоями, но и выйдет из строя. Естественный износ наблюдается в обмотках, которые уже не покажут номинальные показатели при прохождении электрического импульса.

Масляный трансформатор допускается использовать, когда наиболее высокая температура его обмотки не превышает 98 градусов. Если температура воздуха увеличится на 8 градусов, то срок эксплуатации снижается вполовину (правило Монтзингера). Точка располагается на обмотке слоя катушки, которая находится вверху.

Понятно, что добиться идеальных значений не представляется возможным ввиду ряда факторов. Трансформаторы функционируют при переменной нагрузке, при помощи специальной охлаждающей среды изменяются рабочие параметры. Усиленный износ изоляции наблюдается, если подается перегрузка. Ее нет, когда характеристики устанавливаются меньше, но тогда нет смысла использовать изоляцию в масляных трансформаторах.

Специалисты однозначно отвечают на вопрос, какие современные трансформаторы допускается включать на номинальную нагрузку — практически все масляные. Но необходимо соблюсти ряд обязательных условий:

• номинальная температура высшей точки обмотки не должна превышать установленного значения;
• перегрузка допускается максимум превышающая номинальную на 5 процентов;
• для обмоток с ответвлениями коэффициент — 1,05 от установленного.

Зачастую у персонала нет возможности отследить и построить индивидуальный график. В таком случае пользуются разработанными таблицами. В них проводится расчет, согласно которому, если действуют систематические перегрузки, то характеристики рассчитываются в зависимости от температуры верхних слоев масла и показателей температуры природной среды.

Для масляных возможно в зимнее время года превышение на 1 процент на процент недогрузки в теплое время года. Показатели определяются летом — плюс 15 градусов, зимой — 5 градусов. Отрицательные температуры высчитываются по такому же графику.

Ввиду того, что оборудование используется в природных условиях, то есть на природе, в городе, специалистов интересует ответ на вопрос, какие трансформаторы допускается включать на номинальную нагрузку при любой отрицательной температуре воздуха. Хоть в эксплуатационном листе и прописывается, что делать процедуру возможно до 60 градусов со знаком минус, на практике это оказывается не так.

Учитываются показатели перегрузки, которые возникали, влажность воздуха. Если техника и так систематически подвергалась включению и отключению аварийного режима, то в структуре обмоток уже наблюдаются сбои и пробои. Использование обмоток на полную мощность приводит к негативным последствиям.

Для избежания поломки оборудования, его возможного экстренного отключения рекомендуется рассчитывать показатели масляного ТМ заранее, учитывая степень его износа.

Допускается длительность перегрузки в минутах, если наблюдается перегрузка по показателю силы тока в процентном соотношении от номинальной возможной:

• 30 — 120;
• 45 — 80;
• 60 — 45;
• 75 — 20;
• 100 — 10.

Напряжение любой части обмотки масляного оборудования не должно превышать показателя наибольшего рабочего напряжения на частях. Во время перегрузки специалисты предпринимают комплекс мер, направленных на замену износившегося устройства резервным. При этом они разгружаются до номинальных характеристик — отключаются не самые необходимые, не являющиеся существенно важными.

СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Длительная работа трансформаторов гарантируется при соблюдении нормированных условий их эксплуатации. Расчетный срок службы трансформаторов в 25 лет обеспечивается при соблюдении ряда условий.

Реальные условия работы трансформаторов могут существенно отличаться от нормированных. При этом возникает вопрос о допустимых перегрузках трансформаторов, которые возникают при несоблюдении одного или одновременно нескольких условий, обеспечивающих нормативный срок службы силового трансформатора.

Перегрузки по напряжению нормально должны исключаться схемой и режимом работы электрической сети, а также защитными устройствами. Поэтому обычно рассматривается только допустимость перегрузок по мощности (току) в условиях изменяющейся температуры охлаждающей среды.

Различают систематические и аварийные перегрузки. Первые могут иметь место систематически при неравномерном суточном графике нагрузки трансформатора, вторые — при аварийной ситуации, когда требуется обе­спечить электроснабжение потребителей, несмотря на наличие перегрузки трансформатора.

Нагрузочная способность трансформаторов — это совокупность допустимых нагрузок и перегрузок.

Допустимая нагрузка — это не ограниченная во времени длительная нагрузка, при которой износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Перегрузка трансформатора — режим, вызывающий ускоренный износ изоляции. Такой режим возникает, если нагрузка на данный трансформатор окажется больше его номинальной мощности или температура охлаждающей среды больше принятой расчетной +200 С.

Перегрузки могут быть аварийными и систематическими.

Аварийные перегрузки делятся на два типа:

¾ кратковременные (вне зависимости от предшествующей нагрузки, температуры охлаждающей среды и места установки трансформатора);

¾ длительные (в зависимости от предшествующей нагрузки, введенные в государственный стандарт с учетом нужд и требований энергосистем).

Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях, например, при выходе из строя параллельно включенного трансформатора. Допустимая перегрузка определяется предельно допустимыми температурами обмотки + 140°С и масла +115°С. Согласно стандарту ГОСТ 11677-75 допускается кратковременная аварийная перегрузка сверх номинального тока (независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки, температуры охлаждающей среды и места установки) в следующих пределах:

Длительная, аварийная перегрузка для трансформаторов с системами охлаждения допускается на 40% в течение не более 5 суток, продолжительностью не более 6 часов в сутки при соблюдении еще целого ряда дополнительных условий.

Указанная перегрузка может привести к значительному перегреву обмоток, поэтому необходимо принимать меры для усиления охлаждения трансформатора (орошение бака водой, включение резервных охладителей, вентиляторов дутья и т. д.).

Систематическая перегрузка трансформаторов возможна за счет неравномерной нагрузки в течение суток. Из суточного графика нагрузки трансформатора, как правило, видно, что в ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума (от 18 до 22 ч) перегружен. При недогрузке износ изоляции мал, при перегрузке износ значительно усиливается. Допустимая систематическая перегрузка определяется из условия, что износ изоляции за время максимальной нагрузки и предшествующей недогрузки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки обмотки не превышает +98°С.

Допустимая систематическая перегрузка зависит от начальной нагрузки, длительности перегрузки, системы охлаждения и мощности трансформатора и температуры охлаждающей среды.

Если нагрузка не имеет значительных суточных или сезонных колебаний, то принимают =+20°С; если сезонные колебания нагрузки совпадают с периодом максимальных среднесуточных температур, то определяют эквивалентную температуру (методы определения ее приведены в государственном стандарте).

С учетом всех перечисленных факторов построены графики нагрузочной способности, по которым можно определить допустимые систематические перегрузки. Всего в ГОСТ таких графиков.

Перегрузка более 50% должна быть согласована с заводом-изготовителем.

Кроме систематической перегрузки за счет суточного колебания нагрузки допускается перегрузка за счет сезонного колебания; если максимум типового графика нагрузки в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимние месяцы допускается дополнительная однопроцентная перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15%.

Суммарная нагрузка не должна быть больше 150% номинальной. При отказе системы принудительного охлаждения трансформатора нагрузка должна быть снижена.

Допустимые нагрузки для оборудования общего назначения

Согласно ГОСТу 14209 — 85 допустимые нагрузки для масляных трансформаторов устанавливаются изготовителем оборудования. Ранее присутствовал ГОСТ 14209 — 69, который был заменен указанным. Он сохраняется модель расчета нагрузки при помощи показателя износа изоляции, нагретой точки обмоточных слоев, вида диаграммы. Сохранено то, что:

• базовое значение температуры обмотки (максимальное) не превышает 98 градусов;
• аварийные перегрузки возможны до 115 градусов;
• допустимый максимум при систематических перегрузках — 95 градусов (строится график определения эксплуатации);
• присутствует шестиградусное правило износа изоляции.

Изменились другие положения, касаемо допустимых показателей нагревания точек. Для перегрузок показатель составляет 140 (стандартная модель для трансформаторов от 110 кВ и ниже), 160 (оборудование с аварийными перегрузками 110 кВ и ниже). Для техники 110 кВт и выше сохраняется порог в 140 градусов для систематических и аварийных. Значения при соблюдении условий (соответствие температуры точки нагревания номинальным техническим характеристикам) при систематических — 1,5, при аварийных — 2.

Учитываются параметры окружающий среды. Рассматривается продолжительность графика нагрузки, если изменение температурных показателей не превышает 12 градусов и характеристики положительны. Вводится график корректировки, если изменения превышают установленный порог 12 или же температура стала отрицательной.

Графическая методология используется для определения показателей превышения температуры масла (в зависимости от характеристики нагретой максимально точки обмотки и окружающей среды). График наглядно демонстрирует уход от номинальной мощности и загрузки, что позволяет корректировать результаты, вводя дополнительное охлаждение.

Износ изоляции определяется расчетными таблицами — экспериментальный путь не действует.

Использование электронно-вычислительных машин контролирует показатели работы обмоток и эксплуатационные характеристики масла трансформатора.

Онлайн журнал электрика

При эксплуатации силовых трансформаторов приходится в отдельные часы суток перегружать их так, чтоб за счет недогрузки в другие часы обеспечить дневной износ изоляции обмоток от перегрева не выше того износа, который отвечает номинальному режиму работы трансформатора, так как изменение температуры изоляции на 6 °С вызывает изменение срока службы ее в два раза.

Продолжительность t раз в день допустимой периодической перегрузки трансформатора, оцениваемой коэффициентом превышения нагрузки K2, находится в зависимости от коэффициента исходной нагрузки K1 трансформатора, номинальной мощности его Sном, системы остывания, неизменной времени нагрева и эквивалентной температуры охлаждающего воздуха, соответственной данному периоду года.

Коэффициенты K1 и K2 определяют отношениями эквивалентных соответственно исходного и наибольшего токов к номинальному току трансформатора, при этом под эквивалентными величинами понимают их средние квадратические значения до пришествия большей нагрузки и за период ее максимума.

Графики нагрузочной возможности трансформаторов К2 (K1), отвечающие различной продолжительности t периодической перегрузки (рис. 1), позволяют по данному исходному состоянию трансформатора, характеризуемому коэффициентом K1 определяемому по суточному графику нагрузки I(t) за 10 ч до пришествия максимума ее, и данной длительности t периодической перегрузки отыскать допустимый коэффициент перегрузки К2 на период наибольшей нагрузки трансформатора.

Рис. 1. Графики нагрузочной возможности трехфазных трансформаторов номинальной мощностью до 1000 кВА с естественной циркуляцией воздуха и масла и неизменной времени нагрева 2,5 ч при эквивалентной температуре охлаждающего воздуха 20 °С.

Эквивалентная температура охлаждающего воздуха — постоянная температура его, при которой имеет место тот же износ изоляции обмоток трансформатора, несущего неизменную нагрузку, что и при имеющейся переменной температуре воздуха. При фактически постоянной нагрузке и отсутствии периодических дневных и сезонных колебаний эквивалентную температуру охлаждающего воздуха принимают равной 20 °С.

Если максимум среднего графика нагрузки I(t) в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимние месяцы допускается дополнительная 1 %-я перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но менее чем на 15 %, при этом суммарная нагрузка должна быть менее 150 % номинальной.

В аварийных случаях допускают краткосрочную перегрузку трансформаторов сверх номинальной, которая сопровождается завышенным износом изоляции обмоток и понижением срока службы трансформаторов (смотрите таблицу).

Допустимые краткосрочные перегрузки трансформаторов при аварийных режимах

Такие перегрузки допустимы при всех системах остывания независимо от предыдущего режима, температуры охлаждающего воздуха и места установки трансформаторов при условии, что температура масла в верхних слоях не выше 115°С. Кроме этого, для маслонаполненных трансформаторов, работающих с коэффициентом исходной нагрузки К1 < 0,93, допускается перегрузка на 40 % сверх номинального тока менее 5 суток на время максимумов нагрузки общей длительностью менее 6 ч в день при принятии всех мер для усиления остывания трансформатора.

При переменной нагрузке на подстанцию с несколькими трансформаторами нужно составить график включений и отключений параллельно работающих трансформаторов с тем, чтоб достигнуть эконом режимов их работы.

В реальных критериях приходится несколько отклоняться от расчетного режима с тем, чтоб число оперативных переключений каждого трансформатора не превышало 10 в течение суток, т. е. не приходилось бы отключать трансформаторы наименее чем на 2 — 3 ч.

При параллельной работе трансформаторов суммарная нагрузка на трансформаторную подстанцию должна обеспечить достаточную нагрузку каждому из их, о чем судят по свидетельствам соответственных амперметров, установка которых для трансформаторов номинальной мощностью 1000 кВА и выше неотклонима.

Современные трансформаторы, работающие при большой магнитной индукции, не должны находиться в эксплуатации при значимом повышении первичного напряжения, потому что это сопровождается повышением утрат электронной энергии на нагрев магнитопроводов. Долгое увеличение первичного напряжения при нагрузке трансформатора не выше номинальной допускают до 5 % напряжения данного ответвления, а при нагрузке его на 25 % номинальной мощности — до 10 %, которое может быть допущено и при нагрузке не выше номинальной продолжительностью до 6 ч в день.

Степень неравномерности нагрузки по фазам трансформатора не должна превосходить 20 %. Она определяется так:

Kн = (Iмах — Iср / Iср) х 100,

где, Iмах — ток перегруженной фазы в момент большей нагрузки трансформатора, Iср — средний ток 3-х фаз трансформатора в тот же момент.

Школа для электрика

Влияние нагрузок на работу масляного трансформатора

Если учитываются показатели максимальной температуры витка обмотки, параметры окружающей среды, то систематические нагрузки на трансформатор масляного типа не приводят к его износу или выходу из строя. Учитывая созданные специалистами графики можно соотнести необходимые значения и подобрать уровень нагрузки, которые соответствуют стабильной и бесперебойной работе.

Нормируемый срок эксплуатации не уменьшится, так как износа изоляции не происходит. Трансформатор масляного типа будет служить минимум двадцать лет.

Основная проблема заключается в том, что определить самостоятельно по графикам или используя блок-схемы необходимую степень нагрузки не так просто начинающему специалисту. Поэтому для начала работы выбирают модели современных производителей с четкими эксплуатационными листами. В них прописываются расчетные показатели, указаны не только параметры нагрузки при разных режимах, но и приведены схемы самостоятельного расчета.

Аварийные перегрузки ведут к износу изоляции. В результате трансформаторные обмотки приходят в негодность. Образуются пробои в них самих или же на границах конструкции трансформатора и обмоток. Электрический ток не может бесперебойно проходить, возможны короткие замыкания. Установленный производителем срок службы снижается многократно.

Используются методики компенсации износа изоляции (при функционировании при сниженных параметрах нагрузки), но это не всегда приводит к положительным ожидаемым результатам.