Различают допустимые нагрузки и допустимые перегрузки трансформатора. Если режим работы трансформатора не ускоряет старение 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 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 перегрузки, разрешаемые Правилами технической эксплуатации, подразделяются на систематические и аварийные.
При допустимой систематической перегрузке износ изоляции за определенный промежуток времени не превосходит расчетного, что достигается переменным режимом, при котором периоды перегрузки компенсируются предшествующей и последующей недогрузкой трансформатора. При определении допустимой систематической перегрузки должны быть учтены тепловая постоянная трансформатора (табл. 1-16), уровень начальной нагрузки, определяемый коэффициентом нагрузки
кнагр = PIP п, (1-83)
предполагаемая продолжительность перегрузки, тип охлаждения трансформатора и температура окружающей среды.
Таблица 1-16
Мощность трансформатора, кВ. А | Тип | Тепловая постоянная, ч |
5—1000 | м | 2,5 |
1000—6300 | м | 3,5 |
6300—32 000 | д | 2,5 |
40 000—63 000 | д | 3,5 |
100 000—125 000 | ДЦ (Ц) | 2,5 |
125 000 и выше | ДЦ (Ц) | 3,5 |
(1-84)
Эквивалентная допустимая нагрузка трансформатора, вызывающая такие же потери, как и действительная переменная нагрузка, определяется по суточному графику нагрузки трансформатора (рис. 1-54) согласно выражению
Рис. 1-54. Построение эквивалентного графика нагрузки трансформатора Ф — фактический график нагрузки; Э — эквивалентный график нагрузки; п — длительность перегрузки; &нагр — коэффициент нагрузки; площадь фигуры I —12 равна площади прямоугольника абвг
где alt а2 ап — различные уровни нагрузки в долях номинального тока; тъ т2, .., тп — продолжительность этих нагрузок в часах.
При этом должна быть учтена начальная эквивалентная нагрузка, определенная по (1-84) за десять часов, предшествующих максимуму нагрузки.
При температуре окружающей среды, отличающейся от принятой в номинальных условиях (см. стр. 85), длительно допустимая нагрузка трансформатора должна быть изменена. В табл. 1-17 приведены предельные нагрузки, вычисленные для диапазона температуры от —10 до +40 °С.
Аварийные перегрузки вызывают ускоренный износ изоляции и допускаются крайне редко на короткое время в исключительных случаях, например при аварийном отключении одного из параллельно работающих трансформаторов, когда оставшиеся в работе
Таблица 1-17
Температура окружающей среды, °С | —10 | 0 | + 10 | +20 | +30 | +40 |
Допустимый коэффициент нагрузки; по ГОСТ 401—41 | 1,15 | 1,08 | 1 | 0,91 | 0,83 |
|
по ГОСТ 11677—75 | 1,22 | 1,15 | 1,08 | 1,00 | 0,91 | 0,83 |
Коэффициент нагрузки | Допустимая продолжительность, мин | ||
по ГОСТ 11677 — 75 | По ГОСТ 401—41 для установки | ||
открытой | закрытой | ||
1,30 | 1,20 | 120 | 60 |
1,45 | 80 | — | — |
1,60 | 45 | 30 | 15 |
1,75 | 20 | 15 | 8 |
2,0 | 10 | 1,5 | 4 |
3,0 | 1,5 | 1,5 | 1 |
трансформаторы должны временно принять повышенную нагрузку. Допустимые значения и продолжительность аварийной перегрузки определяются в предположении, что перед режимом перегрузки трансформатор был нагружен номинальной мощностью при номинальной температуре окружающей среды. Допустимая продолжительность перегрузки определяется по предельной допускаемой температуре наиболее нагретой точки в трансформаторе: перегрузку снимают, когда эта температура достигнет 140 °С. Дальнейшее повышение температуры недопустимо, так как она может достигнуть температуры воспламенения паров масла'.
Допустимая продолжительность аварийной перегрузки может быть определена по выражению
(1-85)
где Ттр — тепловая постоянная трансформатора; @м. и — превышение температуры масла над температурой воздуха в номинальном режиме; 0М> к> у — то же в кратковременном установившемся режиме перегрузки; ©0бм. к. у — превышение температуры обмотки над температурой масла в кратковременном установившемся режиме перегрузки.
В табл. 1-18 приведены данные о допускаемых аварийных перегрузках для трансформаторов, отвечающих ГОСТ 11677—75 и ГОСТ 401—41. Эта таблица относится к трансформаторам всех мощностей и ко всем типам охлаждения.
Правилами технической эксплуатации для трансформаторов, выполненных по ГОСТ 401—41, разрешаются такие же аварийные перегрузки, как и для трансформаторов, выполненных после 1965 г., с учетом опыта эксплуатации и большой мощности установленных трансформаторов этих типов (более 500 ГВ-А). При пониженной предаварийной нагрузке длительная аварийная перегрузка может быть увеличена, например в ГОСТ 14209—69 имеется такое указание:
"...в аварийных случаях, если коэффициент начальной нагрузки не более 0,93, трансформаторы с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц допускают в течение не более 5 сут перегрузку на 40 % сверх номинального тока на время максимума нагрузки общей продолжительностью не более 6 ч"
Применяя это указание на практике, следует обязательно проверять режим трансформатора по допустимой предельной температуре. Например, при средней суточной температуре 10 °С при работе в продолжение б ч с коэффициентом перегрузки 3,4 каждый день по износу соответствует 8 сут работы в номинальном режиме, а при температуре 20 °С каждый день работы соответствует 40 сут работы с номинальной нагрузкой. В последнем случае температура наиболее нагретой точки превышает 140 °С и, следовательно, трансформатор подвергается риску возгорания. Поэтому при перегрузке трансформатора на 40 % необходимо в летнее время принимать меры, для добавочного охлаждения (смачивание бака водой, установка дополнительных радиаторов).
