Допустимая продолжительность перегрузки трансформаторов с охлаждением ДЦ и Ц

Нагрузка в долях номинальной	Допустимая продолжительность перегрузки, ч-мин, при превышении температуры верхних слоев масла над температурой воздуха перед перегрузкой, °С
	13, 5	18	22, 5	27	31, 5	36
1, 05	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	1-40	1-15	0-45	-	-
1, 25	1-35	1-15	0-50	0-25	-	-
1, 3	1-10	0-50	0-30	-	-	-
1, 35	0-55	0-35	0-15	-	-	-
1, 4	0-40	0-25	-	-	-	-
1, 45	0-25	0-10	-	-	-	-
1, 5	0-15	-	-	-	-	-

 

 

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 перед наступлением перегрузки. При таких перегрузках превышения температуры отдельных частей трансформатора не выходят за пределы значений, допустимых нормами. Следует отметить, что допустимые перегрузки по табл.2.5 и 2.6 в меньшей мере используют перегрузочную способность трансформаторов, чем по графикам нагрузочной способности.

 

2.23. Для пользования графиками нагрузочной способности необходимо фактический график нагрузки преобразовать в эквивалентный в тепловом отношении двухступенчатый график нагрузки (рис.2.1).

 

 

Рис.2.1. Графики нагрузки.

1 - фактический; 2 - эквивалентный фактическому, двухступенчатый;

а - начальная нагрузка; б - пиковая нагрузка

Допустимый коэффициент превышения нагрузки и продолжительности нагрузки в часах должен определяться по коэффициенту начальной нагрузки и эквивалентной температуре охлаждающей среды (рис.2.2 и 2.3).

 

 

Рис.2.2. Графики нагрузочной способности масляных

трансформаторов с охлаждением М и Д.

 

- при эквивалентной температуре = -10 °С; б - при =0 °С; в - при =10 °С;

г - при =20 °С; д - при =30 °С; 1- =0, 5 ч; 2- =1 ч; 3- =2 ч;

4- =4 ч; 5- =6 ч; 6- =8 ч; 7- =12 ч; 8- =24 ч.

 

Рис.2.3. Графики нагрузочной способности масляных

трансформаторов с охлаждением ДЦ и Ц при эквивалентной температуре, °С.

 

- =-10; б - при =0; в - при =10; г - при =20; д - при =30.

Остальные обозначения см. на рис.2.*

__________________

* Соответствует оригиналу. - Примечание " КОДЕКС".

 

Графики нагрузочной способности для трансформаторов с охлаждением М и Д даны одинаковые. Графики на рис.2.2 и 2.3 приведены для постоянной времени трансформатора 2, 5 ч и дают наименьшее значение допустимой систематической перегрузки. При необходимости более точного расчета допустимой перегрузки следует руководствоваться ГОСТ 14209-69.

 

Коэффициентом начальной нагрузки называется отношение эквивалентной начальной нагрузки к номинальной :

 

Эквивалентную нагрузку определяют:

 

(2.1)

 

 

где , , …, - различные ступени средних значений нагрузок, доли номинального тока; , , …, - длительности этих нагрузок, ч.

Эквивалентная начальная нагрузка - это значение нагрузки, полученной из уравнения (2.1) за 10 ч, предшествующее началу максимума нагрузки для рассматриваемого суточного графика.

 

Эквивалентный максимум нагрузки - это значение нагрузки, полученное по формуле (2.1) за период максимума, т.е. за время, в течение которого нагрузка по заданному графику превышает номинальную или при температурах охлаждающей среды, отличных от 20 °С, превышает значение нагрузки, допускаемой в продолжение 24 ч при данной температуре охлаждающей среды.

 

Если полученное значение эквивалентного максимума нагрузки меньше 0, 9 наибольшего значения нагрузки по заданному графику, то эквивалентная максимальная нагрузка принимается равной = 0, 9 . В этом случае время определяется:

 

(2.2)

 

 

где - продолжительности максимума, ч.

Если заданный график нагрузки содержит два максимума, то расчет эквивалентного максимума нагрузки ведется для того максимума, у которого сумма  больше. При этом, если больший максимум является вторым в течение 1 сут, первый максимум учитывается в эквивалентной начальной нагрузке, поскольку он входит в 10-часовой период, предшествующий началу второго максимума нагрузки. Если же больший максимум является первым, то эквивалентная начальная нагрузка условно определяется за 10 ч после конца первого максимума и второй максимум учитывается в той мере, в какой он входит в указанное время.

 

Допускается применение других способов нахождения эквивалентных нагрузок, если для заданных графиков нагрузок эти способы дают не меньшую точность, чем предписываемые в настоящей главе.

 

 

2.24. Эквивалентная температура охлаждающего воздуха для рассматриваемого периода определяется по среднегодовой температуре воздуха для данной местности по рис.2.4-2.6.

 

 

Рис.2.4. Кривые зависимости эквивалентных температур

от среднегодовой температуры .

1 - летней; 2 - годовой; 3 - зимней.

 

 

Рис.2.5. Кривые зависимости эквивалентных месячных температур

от среднегодовой температуры . I-XII - месяцы года.

 

 

Рис.2.6. Зависимость эквивалентных месячных температур от среднемесячных.

Данные о среднегодовых температурах воздуха по Советскому Союзу приведены в табл.2.7 и 2.8.

 

Таблица 2.7

 

Среднегодовые температуры по европейской части СССР

Название пункта	, °С
Анапа	11
Армавир	10
Архангельск	0
Астрахань	9
Баку	14
Балашов	5
Батуми	14
Белгород	6
Брест	7
Бугульма	3
Вильнюс	6
Винница	7
Владимир	3
Волгоград	7
Вологда	2
Воркута	-6
Воронеж	5
Гомель	6
Горький	3
Гурьев	8
Дербент	13
Евпатория	11
Елец	5
Ереван	11
Запорожье	8
Иваново	3
Казань	3
Калинин	3
Калининград	7
Керчь	11
Киев	7
Кизляр	11
Киров	2
Кишинев	9
Ковда	0
Коломна	4
Кострома	3
Котлас	1
Краснодар	11
Куйбышев	4
Курск	5
Ленинград	4
Ленинакан	6
Липецк	5
Магнитогорск	1
Майкоп	11
Мезень	-1
Минск	5
Могилев	5
Москва	4
Нальчик	9
Новгород	4
Нарьян-Мар	-4
Одесса	10
Орел	4
Оренбург	4
Орск	4
Пермь	1
Петрозаводск	2
Полоцк	5
Полтава	7
Поти	14
Псков	5
Рига	5
Рязань	4
Саратов	4
Свердловск	1
Севастополь	12
Симферополь	10
Серов	0
Смоленск	4
Сочи	14
Сумы	6
Сухуми	15
Ставрополь	7
Степной	9
Сыктывкар	0
Тбилиси	13
Тернополь	7
Тихорецк	10
Туапсе	13
Тула	4
Ужгород	9
Ульяновск	3
Феодосия	12
Харьков	7
Херсон	10
Чебоксары	3
Челябинск	2
Черкесск	9
Чернигов	6
Ярославль	4

 

 

 

Таблица 2.8

Среднегодовые температуры по азиатской части СССР

Название пункта	, °С
Абакан	0
Ачинск	0
Актогай	7
Александровск	0
Ашхабад	16
Балхаш	5
Барнаул	1
Бийск	1
Бодайбо	-6
Братск	-3
Верхоянск	-16
Витим	-6
Владивосток	4
Душанбе	15
Зима	-2
Или	8
Иркутск	-2
Кзыл-Орда	9
Казалинск	8
Красноводск	16
Красноярск	-1
Кызыл	-4
Ленинабад	14
м.Укой	-3
Манды	0
Мариинск	0
Николаевск-на-Амуре	-2
Новосибирск	0
Норильск	-11
Оймякон	-16
Олексинск	-7
Ольга	4
Омск	0
Охотский перевоз	-11
Петропавловск	2
Рыбачье	9
Салехард	-7
Сов. Гавань	-1
Самарканд	13
Семипалатинск	2
Тайшет	-1
Ташкент	14
Тикси	-14
Томмот	-9
Туркестан	12
Тюмень	1
Улан-Удэ	-2
Уруша	-4
Фрунзе	10
Черемхово	-2
Чита	-3
Эксимчан	-6
Ю.Сахалинск	2
Якутск	-10

 

 

 

За эквивалентную годовую температуру охлаждающей воды принимается ее средняя температура, определенная за период апрель-октябрь, а для воды из замерзающих водоемов - за период от вскрытия водоема до ледостава; за эквивалентную месячную температуру - средняя температура воды за месяц.

 

Для практически неизменной нагрузки (без значительных суточных и сезонных колебаний) эквивалентная температура охлаждающей среды принимается равной 20 °С. При значительных сезонных колебаниях нагрузки допустимое значение коэффициента превышения нагрузки определяют по эквивалентной температуре охлаждающей среды для отдельных периодов (зимнего, летнего или месячного). Во всех остальных случаях, в том числе при обычных повторяющихся суточных и сезонных колебаниях нагрузки, коэффициент превышения нагрузки определяется для эквивалентной годовой температуры.

 

Для промежуточных температур, не кратных 10 °С, и промежуточных длительностей коэффициент превышения нагрузки и ее длительность определяются методом интерполяции. Поправка на вносится для зимних эквивалентных температур до -10 °C.

 

Пример. Трансформатор с естественным масляным охлаждением работает с коэффициентом начальной нагрузки =0, 8. Эквивалентная температура охлаждающего воздуха 14 °С.

 

Какова допустимая перегрузка во время пика нагрузки длительностью 3 ч?

 

По графику рис.2.3, в определяем перегрузку для эквивалентной температуры 10 °С. При длительностях перегрузки 2 ч =1, 44, а 4 ч =1, 32. Перегрузку при длительности 3 ч определяем как среднюю для перегрузки длительностью 2 и 4 ч; она равна 1, 38 номинальной.

 

По графику на рис.2.3, г аналогичным образом определяем перегрузку для эквивалентной температуры 20 °С; она равна 1, 28 номинальной.

 

Допустимую перегрузку для эквивалентной температуры 14 °С определяем из условия, что перегрузка линейно уменьшается с увеличением температуры в интервале между 10 и 20 °С. Таким образом, перегрузка составляет:

 

2.25. Допустимые перегрузки сухих трансформаторов определяют по диаграмме нагрузочной способности и допускают при условии, что трансформаторы установлены в помещении со среднегодовой температурой не выше 15 °С и максимальной температурой не выше 35 °С (для трансформаторов, изготовленных до 1 июля 1969 г.) или соответственно 20 и 40 °С (для трансформаторов, соответствующих требованиям ГОСТ 11677-65 и 11677-75).

 

2.26. Для сухих трансформаторов, если график нагрузки имеет коэффициент нагрузки (коэффициент заполнения) , по диаграммам нагрузочной способности для данного значения определяют допустимую кратность максимальной нагрузки по отношению к номинальной в зависимости от требуемой продолжительности в часах. На рис.2.7, а и б даны диаграммы нагрузочной способности для сухих трансформаторов.

 

 

Рис.2.7. Диаграммы нагрузочной способности трансформаторов с воздушным охлаждением

 

- при = 0, 5 0, 9; б - при =0, 1 0, 4.

При коэффициенте нагрузки меньше 0, 5 значение или продолжительность перегрузок трансформаторов определяется по рис.2.7, б.

 

Коэффициентом нагрузки графика нагрузки за сутки называется отношение площади, ограниченной суточным графиком нагрузки , к площади прямоугольника, сторонами которого являются абсцисса, равная продолжительности графика =24 ч, и ордината , равная максимальному току нагрузки за сутки, т.е. отношение среднего тока нагрузки за сутки к максимальному току . Под следует понимать средневзвешенный за часов ток нагрузки более номинального, допустимый за счет недогрузки в течение остальных (24- ) ч, когда за все время ток нагрузки был не более номинального, т.е.

 

 

 

где , , ..., - промежутки времени, в которых кратность нагрузки составляет , , ..., , при этом

Коэффициент нагрузки суточного графика

 

.

Коэффициент нагрузки определяет допустимое время работы трансформатора с перегрузкой.

 

Пример. Трансформатор с воздушным охлаждением работает с коэффициентом нагрузки суточного графика =0, 6; при этом в течение 2 ч он перегружается на 15% сверх номинальной мощности, т.е.

 

.

Допустима ли такая перегрузка? По диаграмме рис.2.7, а находим, что при =0, 6 нагрузка 1, 15  в течение 2 ч допустима.

 

 

2.27. Если максимум типового (среднего) графика нагрузки в летнее время (июнь, июль, август) меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимние месяцы (ноябрь, декабрь, январь, февраль) допускается дополнительная перегрузка масляного трансформатора в размере 1% на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15%.

 

2.28. Масляные трансформаторы независимо от вида охлаждения допускают систематические перегрузки при использовании одновременно обоих факторов, указанных в пп.2.23 и 2.27, однако суммарная перегрузка не должна превышать 50% номинальной мощности для трансформаторов, изготовленных в соответствии с ГОСТ 11677-65 и 11677-75, или 30% для трансформаторов, не соответствующих требованиям указанных ГОСТ.

 

2.29. Допустимая перегрузка трансформаторов, работающих в блоке с генераторами, должна обеспечить работу генератора с допустимой для него перегрузкой. При недостаточной нагрузочной способности трансформатора должны быть приняты меры по форсировке системы его охлаждения.

 

2.30. Систематические перегрузки трансформаторов, превышающие указанные на рис.2.2 и 2.3, т.е. приводящие к повышенному износу изоляции, допускаются только с разрешения главного инженера электростанции или предприятия электросетей для трехфазных трансформаторов мощностью менее 200 MB·А и однофазных мощностью менее 60 MB·A.

 

2.31. При перегрузках трансформаторов, превышающих допускаемые в соответствии с графиками на рис.2.2 и 2.3, повышенный износ изоляции определяется следующим способом:

 

а) выбирается один из графиков (рис.2.2 и 2.3), соответствующий постоянной времени и системе охлаждения данного трансформатора, но с пониженной (по сравнению с заданной) эквивалентной температурой охлаждающей среды , т.е. такой график, по которому заданная перегрузка еще допустима.

 

Если по выбранному графику допустимая продолжительность периода максимума при заданных значениях и заметно отличается от заданной, то входящая в дальнейший расчет " эквивалентная температура охлаждающей среды" по выбранному графику определяется интерполяцией;

 

б) определяется разность заданной эквивалентной температуры охлаждающей среды и эквивалентной температуры для выбранного графика;

 

в) по разности температур (превышению) по кривой (рис.2.8) определяется относительный износ изоляции трансформатора, при этом по оси абсцисс откладываются значения превышения температуры охлаждающей среды над температурой, соответствующей нормальному износу изоляции , а по оси ординат - относительный износ изоляции .

 

 

Рис.2.8. График для определения повышенного износа изоляции трансформатора

в зависимости от температуры охлаждающей среды.

2.32. Если среднесуточная температура охлаждающей воды превышает в некоторые дни расчетные значения этой температуры (25 °С), принятой для трансформаторов, изготовленных в соответствии с требованиями ГОСТ 401-41, нагрузка трансформатора в такие дни должна быть снижена на 1% номинальной мощности на каждый градус повышения среднесуточной температуры воды сверх 25 °С, в противном случае должны быть приняты меры для улучшения охлаждения трансформатора и снижения температуры масла.

 

2.33. Работа трансформаторов, имеющих дутьевое охлаждение (Д), допускается с отключенным дутьем, если температура верхних слоев масла не превышает 55 °С и нагрузка менее номинальной. Дутьевое охлаждение должно включаться автоматически при достижении температуры масла 55 °С или при достижении номинальной нагрузки независимо от температуры масла. Дутье должно отключаться при снижении температуры масла до 50 °С, если при этом ток нагрузки меньше номинального.

 

2.34. Трансформаторы с принудительной циркуляцией масла (охлаждение ДЦ и Ц) должны работать, как правило, с включенными маслонасосами, вентиляторами дутья и при циркуляции воды независимо от нагрузки.

 

При выходе из строя части работающих охладителей трансформаторов с системой охлаждения ДЦ и Ц допустимая нагрузка трансформаторов, соответствующих ГОСТ 11677-65, 11677-75, определяется согласно следующим значениям, %:

 

Число работающих охладителей	100 90 80 70 60 50 40 30
Допустимая нагрузка от номинальной	100 90 80 70 60 50 40 30

 

 

В полное число охладителей не входит резервный охладитель.

 

2.35. Допускается работа трансформаторов, имеющих охлаждение ДЦ или Ц, при полном (в зимнее время) или частичном (в летнее время) отключении вентиляторов или прекращении циркуляции воды с сохранением циркуляции масла с нагрузкой до номинальной включительно, если температура верхних слоев масла не выше 45 °С.

 

Трансформаторы, имеющие повышенный нагрев отдельных элементов активной части (приложение 5), в таких же режимах могут работать при температуре верхних слоев масла не выше 35 °С.

 

2.36. В зимнее время на работающих трансформаторах с охлаждением Д, ДЦ и Ц температуру верхних слоев масла желательно поддерживать не ниже 10 °С во избежание ухудшения охлаждения обмоток вследствие повышения вязкости масла.

 

2.37. Трансформаторы, находящиеся в эксплуатации, должны быть проверены на термическую и динамическую устойчивость к токам к.з. при нормальной схеме коммутации сети и существующих уставках по времени в схемах релейной защиты; при необходимости можно проверить и другие эксплуатационные режимы работы сети. Максимальные уставки по времени для релейных защит при этом должны быть выбраны так, чтобы они находились в соответствии с допустимой длительностью к.з. для трансформатора по термической устойчивости.

 

Кратность фактического значения установившегося тока к.з. для двухобмоточных трансформаторов определяется с учетом мощности энергосистемы по следующей формуле:

 

,

где

 

 

- напряжение КЗ трансформатора; - мощность трансформатора, MB·А; - мощность КЗ сети, к которой подключен трансформатор, MB·А (без учета подсоединения трансформатора).

 

2.38. Наибольшая продолжительность протекания тока КЗ не должна превышать и определяется по формуле

 

,

где - расчетная кратность тока КЗ на основном ответвлении, определяемая по формуле п.2.37, но с заменой фактического значения на расчетное согласно ГОСТ 11677-65, 11677-75 или стандарту (ТУ) на данный трансформатор. Для трансформаторов до 35 кВ включительно максимальное равно 4 с, для трансформаторов 110 кВ и выше 3 с.

В табл.2.9 приведены кратность установившегося тока КЗ и допустимая длительность протекания его в зависимости от напряжения КЗ трансформатора для случая питания трансформатора от системы бесконечной мощности ( =0). Указанные данные могут использоваться для проверки уставок защит трансформаторов небольшой мощности.

 

Таблица 2.9

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: