Аварийные режимы для трансформаторов



3. Допустимые режимы работы трансформаторов.

3.1 Нормальный режим.

3.1.1.Нормальным режимом работы трансформатора называется такой режим, на который рассчитан трансформатор и в котором он может работать при допустимых отклонениях основных параметров (напряжения, тока, частоты, температуры отдельных элементов) и нормальных условиях работы (климатическое исполнение, высота установки над уровнем моря).

3.1.2. Трансформаторы допускаются в работу с разземленной нейтралью обмотки ВН при условии защиты нейтрали соответствующим разрядником.

3.1.3. Эксплуатация трансформаторов допускается только при условии защиты его обмоток вентильными разрядниками или ограничителями перенапряжений, постоянно присоединенными к обмоткам согласно «Правил устройства электроустановок».

3.2. Допустимые режимы при изменении напряжения .

3.2.1. Допускается продолжительная работа трансформатора (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 (п.5.3.13 ПТЭ РФ).

3.2.2. Масляные трансформаторы допускают длительную перегрузку по току каждой из обмотки на 5% номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального.

Кроме того, трансформаторы допускают систематические перегрузки, значение и длительность которых регламентируется Типовой инструкцией по эксплуатации трансформаторов и заводскими инструкциями (п. 5.3.14 ПТЭ РФ).

3.3. Допустимые перегрузки (п. 5.3.15. Птэ рф).

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

Перегрузка по току, %

Длительность перегрузки, мин

Кроме того, допускается систематическая перегрузка масляных трансформаторов, значение и длительность которой регламентируется Типовой инструкцией по эксплуатации трансформаторов и инструкцией завода- изготовителя.

При аварийном отключении устройств охлаждения трансформаторов определяются требованиями заводской документации (п.5.3.16 ПТЭ РФ).

Трансформаторы КПГЭС практически не перегружаются, т.к. работают поблочно два генератора.

Включение генераторов другого блока ограничено пропускной способностью трансформаторов.

3.4. Допустимые режимы работы трансформаторов с системой охлаждения вида д.

3.4.1. Трансформаторы №1 и №2 оборудованы дутьевыми вентиляторами. На Т-1, Т-2 установлено по 10 вентиляторов, которые включаются автоматически при повышении температуры верхних слоев масла до +55 0 С или при достижении тока, равного 1,05 номинального, независимо от температуры масла и отключаются при снижении температуры до +50 0 С, если при этом ток нагрузки менее 1,05 номинального. Кроме того, вентиляторы Т-1 и Т-2 имеют дистанционное и местное управление.

3.4.2. При повреждении вентиляторов охлаждения возможно повышение температуры верхних слоев трансформатора выше 95ºС ,в этом случае необходимо разгрузить трансформатор и принять меры для быстрой замены неисправных вентиляторов.

3.4.3. При работе трансформатора в холодное время целесообразно поддерживать температуру верхних слоев масла на уровне не ниже 15 0 С во избежание ухудшения охлаждения его обмоток вследствие повышения вязкости масла.

3.4.4. Трансформаторы с системой охлаждения вида Д при нагрузке не более 60% от номинальной могут длительно работать с отключенными вентиляторами системы охлаждения, а при нагрузке более 60% от номинальной вентиляторы должны включаться при достижении температуры верхних слоев масла +55 0 С или при достижении тока, равного 1,05 номинального независимо от температуры масла.

Источник

Режимы работы силовых трансформаторов.

Режим работы силового трансформатора определяется его нагрузкой, напряжением на обмотках, температурой масла, обмоток, условиями окружающей среды и другими параметрами. Можно выделить три режима работы трансформатора: нормальный режим работы, режим перегрузки и аварийный режим.

Нормальный режим работы характеризуется условиями (рабочими параметрами), при которых трансформатор может проработать весь гарантированный заводом-изготовителем срок службы. К нормальному режиму относятся следующие режимы: номинальный режим, режим холостого хода, режим параллельной работы и др.

Номинальный режим трансформатора соответствует его работе с номинальным напряжением, номинальной нагрузкой при температуре окружающей среды (воздуха) +20°С. Данный режим является идеализированным.

Нормальный нагрузочный режим. Практически при работе трансформатора его параметры отклоняются от номинальных, эти отклонения в нормальном режиме лежат в пределах допустимых стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами.+

Режим холостого хода характеризуется работой трансформатора без нагрузки. С точки зрения эксплуатации данный режим является нежелательным, так как связан с непроизводственными расходами электроэнергии.

Режим параллельной работы трансформаторов допускается при условии, что ни один из них не будет перегружен. Это достигается при соблюдении следующих условий: группы соединений обмоток трансформатора должны быть одинаковы; коэффициенты трансформации не должны отличаться более чем на 0,5%; соотношение номинальных мощностей трансформаторов должно быть не более 1:3; напряжения короткого замыкания должны отличаться не более чем на 10%; должна быть выполнена фазировка трансформаторов.

Режим перегрузки характеризуется отклонением параметров трансформатора (нагрузка, температура) за пределы, установленные нормативными документами для нормального нагрузочного режима. При длительной работе трансформатора в режиме перегрузки происходит сокращение срока его службы. Перегрузка трансформатора может быть систематической, вызванной суточными изменениями графиков нагрузки, и аварийной, вызванной аварийным отключением какого-либо элемента системы электроснабжения. Режим перегрузки трансформатора допускается стандартами и техническими условиями в течении определенного времени (ГОСТ 14209-97).

Читайте также:  Виды охлаждения трансформаторов тока

Аварийный режим работы трансформатора связан со значительными отклонениями параметров трансформатора от номинальных значений. Работа трансформатора в данном режиме недопустима, так как может привести к его значительным повреждениям. Аварийный режим работы может быть связан с внутренними повреждениями в трансформаторе или с внешними повреждениями в системе электроснабжения. Признаками возникновения аварийного режима связанного с внутренними повреждениями может быть:

· сильный и неравномерный шум или потрескивание внутри бака трансформатора;

· повышенный нагрев трансформатора при нагрузке, не превышающей номинальную и нормальной работе охлаждающих устройств;

· выброс масла из расширителя или разрыв диафрагмы выхлопной трубы;

· течь масла или уменьшение уровня масла ниже уровня масломерного стекла в расширителе.

Аварийный режим, связанный с внутренними повреждениями трансформатора, как правило, отключается газовой или дифференциальной защитами.

Аварийный режим, связанный с внешними повреждениями, как правило, характеризуется значительным увеличением тока трансформатора и отключается максимальной токовой защитой.

В некоторых случаях бывает необходимо изменять напряжение в небольших пределах. Это проще всего сделать недвухобмоточными трансформаторами, а однообмоточными, называемыми автотрансформаторами. Если коэфициент трансформации мало отличается от единицы, то разница между величиной токов в первичной и во вторичной обмотках будет невелика. Что же произойдет, если объединить обе обмотки? Получится схема автотрансформатора (рис. 1).

Автотрансформаторы относят к трансформаторам специального назначения. Автотрансформаторы отличаются от трансформаторов тем, что у них обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения, т. е. цепи этих обмоток имеют не только магнитную, но и гальваническую связь.

В зависимости от включения обмоток автотрансформатора можно получить повышение или понижение напряжения.

Рис. 1 Схемы однофазных автотрансформаторов: а — понижающего, б — повышающего.

Если присоединить источник переменного напряжения к точкам А и Х, то в сердечнике возникнет переменный магнитный поток. В каждом из витков обмотки будет индуктироваться ЭДС одной и той же величины. Очевидно, между точками а и Х возникнет ЭДС, равная ЭДС одного витка, умноженной на число витков, заключенных между точками а и Х.

Если присоединить к обмотке в точках a и Х какую-нибудь нагрузку, то вторичный ток I2 будет проходить по части обмотки и именно между точками a и Х. Но так как по этим же виткам проходит и первичный ток I1, то оба тока геометрически сложатся, и по участку aХ будет протекать очень небольшой по величине ток, определяемый разностью этих токов. Это позволяет часть обмотки сделать из провода малого сечения, чтобы сэкономить медь. Если принять во внимание, что этот участок составляет большую часть всех витков, то и экономия меди получается весьма ощутимой.

Таким образом, автотрансформаторы целесообразно использовать для незначительного понижения или повышения напряжения, когда в части обмотки, являющейся общей для обеих цепей автотрансформатора, устанавливается уменьшенный ток что позволяет выполнить ее более тонким проводом и сэкономить цветной металл. Одновременно с этим уменьшается расход стали на изготовление магнитопровода, сечение которого получается меньше, чем у трансформатора.

В электромагнитных преобразователях энергии — трансформаторах — передача энергии из одной обмотки в другую осуществляется магнитным полем, энергия которого сосредоточена в магнитопроводе. В автотрансформаторах передача энергии осуществляется как магнитным полем, так и за счет электрической связи между первичной и вторичной обмотками.

Трансформатор и автотрансформатор

Автотрансформаторы успешно конкурируют с двухобмоточными трансформаторами, когда их коэффициент трансформации — мало отличается от единицы и но более 1,5 — 2. При коэффициенте трансформации свыше 3 автотрансформаторы себя не оправдывают.

В конструктивном отношении автотрансформаторы практически не отличаются от трансформаторов. На стержнях магнитопровода располагаются две обмотки. Выводы берутся от двух обмоток и общей точки. Большинство деталей автотрансформатора в конструктивном отношении не отличаются от деталей трансформатора.

Лабораторные автотрансформаторы (ЛАТРы)

Автотрансформаторы применяются также в низковольтных сетях в качестве лабораторных регуляторов напряжения небольшой мощности (ЛАТР). В таких автотрансформаторах регулирование напряжения осуществляется при перемещении скользящего контакта по виткам обмотки.

Лабораторные регулируемые однофазные автотрансформаторы состоят из кольцеобразного ферромагнитного магнитопровода, обмотанного одним слоем изолированного медного провода (рис. 2).

От этой обмотки сделано несколько постоянных ответвлений, что позволяет использовать эти устройства как понижающие или повышающие автотрансформаторы с определенным постоянным коэффициентом трансформации. Кроме того, на поверхности обмотки, очищенной от изоляции, имеется узкая дорожка, по которой перемещают щеточный или роликовый контакт для получения плавно регулируемого вторичного напряжения в пределах от нуля до 250 В.

При замыкании соседних витков в ЛАТР не происходит витковых замыканий, так как токи сети и нагрузки в совмещенной обмотке автотрансформатора близки друг к другу и направлены встречно.

Лабораторные автотрансформаторы изготовляют номинальной мощностью 0,5; 1; 2; 5; 7,5 кВА.

Схема лабораторного регулируемого однофазного автотрансформатора

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР)

Наряду с однофазными двухобмоточными автотрансформаторами часто применяются трехфазные двухобмоточные и трехфазные трехобмоточные автотрансформаторы.

В трехфазных автотрансформаторах фазы обычно соединяют звездой с выведенной нейтральной точкой (рис. 3). При необходимости понижения напряжения электрическую энергию подводят к зажимам А, В, С и отводят от зажимов а, b, с, а при повышении напряжения — наоборот. Их применяют в качестве устройств для снижения напряжения при пуске мощных двигателей, а также для ступенчатого регулирования напряжения на зажимахнагревательных элементов электрических печей.

Рис. 3. Схема трехфазного автотрансформатора с соединением фаз обмотки звездой с выведенной нейтральной точкой

Трехфазные высоковольтные трехобмоточные трансформаторы используются также в высоковольтных электрических сетях.

Трехфазные автотрансформаторы, как правило, на стороне высшего напряжения соединяются в звезду с нулевым проводом. Соединение в звезду обеспечивает снижение напряжения, на которое рассчитывается изоляция автотрансформатора.

Применение автотрансформаторов улучшает КПД энергосистем, обеспечивает снижение стоимости передачи энергии, но приводит к увеличению токов короткого замыкания.

Недостатком автотрансформатора является необходимость выполнения изоляции обеих обмоток на большее напряжение, так как обмотки имеют электрическую связь.

Существенный недостаток автотрансформаторов — гальваническая связь между первичной и вторичной цепями, что не позволяет использовать их в качестве силовых в сетях 6 — 10 кВ при понижении напряжения до 0,38 кВ, так как напряжение 380 В подводится к оборудованию, на котором работают люди.

При авариях из-за наличия электрической связи между обмотками в автотрансформаторе высшее напряжение может оказаться приложенным к обмотке низшего. При этом все части эксплуатируемой установки окажутся соединенными с высоковольтной частью, что не допускается по условиям безопасности обслуживания и из-за возможности пробоя изоляции токопроводящих частей присоединенного электрооборудования.

здушных линий передач

Дата добавления: 2019-02-22 ; просмотров: 1918 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Читайте также:  Инструменты при ремонте трансформатора

Источник

Перегрузка силовых трансформаторов (длительная допустимая и кратковременная аварийная)

Перегрузка силовых трансформаторов важный параметр, необходимый как при проектировании, так и при эксплуатации электрических станций и подстанций

В статье представлены действующие нормативные документы, на основании которых определяются допустимые перегрузки трансформаторов

1. Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

Тип трансформаторов Длительно допустимая перегрузка*
Масляные 5%**

[п. 2.1.20 ПТЭП] С жидким негорючим диэлектриком 5%**

[п. 2.1.20 ПТЭП] Сухие*** устанавливаются заводской инструкцией

[5.3.15 ПТЭ ЭСС]

* — под длительно допустимой понимается сколь угодно долгая продолжительность перегрузки;

** — указана перегрузка в % номинального тока ответвления (если напряжение на ответвлении не превышает номинального)

*** — на практике сухие трансформаторы стараются не перегружать;

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 [п. 5.3.14 ПТЭ ЭСС], [п. 2.1.20 ПТЭП].

2. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

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 [5.3.15 ПТЭ ЭСиС] , [п. 2.1.20 ПТЭ П]:

Масляные трансформаторы
Перегрузка по току, % 30 45 60 75 100
Длительность перегрузки, мин 120 80 45 20 10
Сухие трансформаторы
Перегрузка по току, % 20 30 40 50 60
Длительность перегрузки, мин 60 45 32 18 5

3. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

В соответствии с Приложением №1 «Методических указаний по определению степени загрузки вводимых после строительства объектов электросетевого хозяйства»(утв. Приказом Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г):

Допустимые аварийные перегрузки для силовых (авто-) трансформаторов различной системы охлаждения в зависимости от температуры (°С) охлаждающей среды (в долях от номинального тока)

Температура (°С) охлаждающей среды Система
охлаждения
М, Д ДЦ, Ц
Для трансформаторов со сроком эксплуатации менее 30 лет
-20°С и ниже 1,5 1,5
-10°С 1,5 1,4
0°С 1,4 1,4
10°С 1,3 1,3
20°С 1,3 1,2
30°С 1,2 1,2
40°С 1,1 1,1
Для трансформаторов со сроком эксплуатации более 30 лет
-20°С и ниже 1,2
-10°С 1,2
0°С 1,15
10°С 1,0
20°С 1,0
30°С 1,0
40°С 1,0

4. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ГОСТ 14209-97 (упрощенные таблицы)

Продолж. перегрузки в течение суток, ч Перегрузка в долях номинального тока, в зависимости от температуры охлаждающей среды во время перегрузки
-25°С ONAN ON OF OD
0,5 2,0 1,8 1,6 1,4
1,0 1,9 1,7 1,6 1,4
2,0 1,9 1,7 1,5 1,4
4,0 1,8 1,6 1,5 1,4
8,0 1,7 1,6 1,5 1,4
24,0 1,7 1,6 1,5 1,4
-20° C ONAN ON OF OD
0,5 1,9 1,7 1,6 1,5
1,0 1,9 1,6 1,5 1,4
2,0 1,8 1,6 1,5 1,4
4,0 1,7 1,6 1,5 1,4
8,0 1,7 1,5 1,5 1,4
24,0 1,6 1,5 1,5 1,4
-10° C ONAN ON OF OD
0,5 1,7 1,6 1,5 1,4
1,0 1,7 1,5 1,5 1,4
2,0 1,7 1,5 1,5 1,3
4,0 1,6 1,5 1,4 1,3
8,0 1,6 1,5 1,4 1,3
24,0 1,6 1,5 1,4 1,3
0° C ONAN ON OF OD
0,5 1,7 1,5 1,4 1,3
1,0 1,7 1,5 1,4 1,3
2,0 1,6 1,5 1,4 1,3
4,0 1,6 1,4 1,4 1,3
8,0 1,6 1,4 1,4 1,3
24,0 1,5 1,4 1,4 1,3
10° C ONAN ON OF OD
0,5 1,7 1,4 1,4 1,3
1,0 1,6 1,4 1,4 1,3
2,0 1,5 1,4 1,3 1,2
4,0 1,5 1,3 1,3 1,2
8,0 1,5 1,3 1,3 1,2
24,0 1,5 1,3 1,3 1,2
20° C ONAN ON OF OD
0,5 1,5 1,3 1,3 1,2
1,0 1,4 1,3 1,3 1,2
2,0 1,4 1,3 1,3 1,2
4,0 1,4 1,3 1,2 1,2
8,0 1,4 1.3 1,2 1,2
24,0 1,4 1,3 1,2 1,2
30° C ONAN ON OF OD
0,5 1,4 1,2 1,2 1,2
1,0 1,3 1,2 1,2 1,2
2,0 1,3 1,2 1,2 1,2
4,0 1,3 1,2 1,2 1,1
8,0 1,3 1,2 1,2 1,1
24,0 1,3 1,2 1,2 1,1
40° C ONAN ON OF OD
0,5 1,3 1,2 1,2 1,2
1,0 1,3 1,2 1,2 1,1
2,0 1,3 1,2 1,1 1,1
4,0 1,2 1,2 1,1 1,1
8,0 1,2 1,1 1,1 1,1
24,0 1,2 1,1 1,1 1,1
Продолж. перегрузки в течение суток, ч Перегрузка в долях номинального тока, в зависимости от температуры охлаждающей среды во время перегрузки
-25°С ONAN ON OF OD
0,5 2,0 2,0 1,9 1,7
1,0 2,0 2,0 1,7 1,6
2,0 2,0 1,9 1,7 1,5
4,0 1,9 1,7 1,6 1,5
8,0 1,7 1,6 1,6 1,4
24,0 1,7 1,5 1,6 1,4
-20° C ONAN ON OF OD
0,5 2,0 2,0 1,8 1,6
1,0 2,0 2,0 1,7 1,5
2,0 2,0 1,9 1,6 1,4
4,0 1,8 1,6 1,5 1,4
8,0 1,7 1,5 1,5 1,4
24,0 1,7 1,5 1,5 1,4
-10° C ONAN ON OF OD
0,5 2,0 2,0 1,7 1,6
1,0 2,0 1,9 1,6 1,5
2,0 1,9 1,8 1,5 1,4
4,0 1,7 1,6 1,5 1,3
8,0 1,6 1,5 1,4 1,3-
24,0 1,5 1,5 1,4 1,3
0° C ONAN ON OF OD
0,5 2,0 2,0 1,7OF 1,5
1,0 2,0 1,8 1,6 1,4
2,0 1,9 1,7 1,5 1,3
4,0 1,7 1,5 1,4 1,3
8,0 1,6 1,4 1,4 1,3
24,0 1,5 1,4 1,4 1,3
10° C ONAN ON OF OD
0,5 2,0 1,9 1,6 1,5
1,0 1,9 1,7 1,5 1,4
2,0 1,8 1,5 1,4 1,3
4,0 1,6 1,4 1,3 1,2
8,0 1,5 1,3 1,3 1,2
24,0 1,5 1,3 1,3 1,2
20° C ONAN ON OF OD
0,5 2,0 1,8 1,5 1,4
1,0 1,8 1,6 1,4 1,3
2,0 1,7 1,5 1,3 1,2
4,0 1,5 1,3 1,3 1 ,2
8,0 1,4 1,3 1,3 1,2
24,0 1,4 1,3 1,3 1,2
30° C ONAN ON OF OD
0,5 1,9 1,7 1,4 1,3
1,0 1,8 1,5 1,3 1,3
2,0 1,6 1,4 1,2 1.2
4,0 1,4 1,3 1,2 1,1
8,0 1,3 1,2 1,2 1,1
24,0 1,2 1,2 1,2 1,1
40° C ONAN ON OF OD
0,5 1,8 1,6 1,3 1,3
1,0 1,7 1,4 1,3 1,2
2,0 1,5 1,3 1,2 1,1
4,0 1,3 1,2 1,1 1,1
8,0 1,2 1,1 1,1 1,1
24,0 1,2 1,1 1,1 1,1

Система охлаждения трансформаторов

Обозначение Наименование
Д (ONAF) масляное охлаждение с дутьем и с естественной циркуляцией масла
М (ONAN) естественное масляное охлаждение
ДЦ (OFAF) масляное охлаждение с дутьем и с принудительной циркуляцией масла
Ц (OFWF) масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла
ON обозначает виды охлаждения ONAN или ONAF
OF обозначает виды охлаждения OFAF или OFWF

Перечень НТД по вопросу перегрузки трансформаторов

— «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации», утв. приказом Министерства энергетики РФ от 19 июня 2003 г. N 229 (ПТЭ ЭСС)

— «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей», утв. приказом Министерства энергетики РФ от 13 января 2003 г. N 6 (ПТЭ П)

— «Методические указания по определению степени загрузки вводимых после строительства объектов электросетевого хозяйства, а также по определению и применению коэффициентов совмещения максимума потребления электрической энергии (мощности) при определении степени загрузки таких объектов», утв. приказом Министерства энергетики РФ от 6 мая 2014 г. N 250.

— ГОСТ 14209-97 «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов», введен в действие в качестве Государственного стандарта Российской Федерации с 01.01.2002

— СТО 56947007-29.180.01.116-2012 «Инструкция по эксплуатации трансформаторов», утв. приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 02.03.2012 № 113

— Проект норматива «Требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, и ее поддержанию» (подготовлен Минэнерго России 23.07.2018)

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector