2.2.3. Допустимые перегрузки трансформаторов и автотрансформаторов
2.2.3. Допустимые перегрузки трансформаторов и автотрансформаторов
Допустимые перегрузки трансформаторов и автотрансформаторов (далее — трансформаторов) в нормальных режимах работы определяются старением изоляции его обмоток — бумаги. Старение изоляции приводит к изменению исходных электрических, механических и химических свойств изоляционных материалов трансформаторов. Сроком естественного износа трансформатора, работающего в номинальном режиме, считается срок, равный примерно 20 годам.
Для нормального суточного износа изоляции трансформатора температура наиболее нагретой точки его обмоток не должна превышать 98 °C. По правилу, предложенному немецким ученым Монтзингером, следует, что если температуру увеличить на 8 °C, срок службы изоляции сократится примерно в 2 раза. В данном случае под температурой наиболее нагретой точки подразумевается температура наиболее нагретого внутреннего слоя обмотки верхней катушки трансформатора.
На практике трансформаторы работают, как правило, с переменной нагрузкой в условиях непрерывно изменяющейся температуры охлаждающей среды. В таких условиях при перегрузках может иметь место форсированный износ изоляции. При нагрузках же меньше номинальной изоляция недоиспользуется, что также экономически нецелесообразно. Следовательно, режим работы трансформатора должен быть оптимальным, то есть близким к расчетному.
Согласно ПТЭ, допускается длительная перегрузка масляных трансформаторов и трансформаторов с жидким негорючим диэлектриком любой обмотки по току на 5 %, если напряжение их обмоток не выше номинального; при этом для обмоток с ответвлениями нагрузка не должна превышать 1,05 номинального тока ответвления. В автотрансформаторе ток в общей обмотке должен быть не выше наибольшего длительно допустимого тока этой обмотки.
Продолжительные допустимые нагрузки сухих трансформаторов устанавливаются в стандартах и технических условиях конкретных групп и типов трансформаторов.
В ряде случаев такой допустимой перегрузки для оптимального использования изоляции трансформатора оказывается недостаточно. В этом случае продолжительность и значения перегрузок трансформаторов номинальной мощностью до 100 МВА находят по графикам нагрузочной способности в зависимости от суточного графика нагрузки, эквивалентной температуры охлаждающей среды и постоянной времени трансформатора. Это же правило относится и к трансформаторам с расщепленными обмотками.
Если при наступлении перегрузки у оперативного персонала отсутствуют суточные графики нагрузки и персонал не может воспользоваться графиками нагрузочной способности для определения допустимой перегрузки, рекомендуется пользоваться данными табл. 2.2 и 2.3 — в зависимости от системы охлаждения трансформатора (см. также п. 2.2.4).
Окончание табл. 2.3
Из этих таблиц следует, что систематические перегрузки, допустимые после нагрузки ниже номинальной, устанавливаются в зависимости от превышения температуры верхних слоев масла над температурой охлаждающей среды, которое определяется не позднее начала наступления перегрузки.
Кроме систематических перегрузок в зимние месяцы года допускаются 1 %-ные перегрузки трансформаторов на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 %. Это правило применяется в том случае, если максимум нагрузки не превышал номинальной мощности трансформатора.
Перегрузки по нагрузочной способности и по 1 %-ному правилу могут применяться одновременно при условии, если суммарная нагрузка не превышает 150 % номинальной мощности трансформатора.
При возникновении аварий, например, при выходе из работы одного из параллельно работающих трансформаторов и отсутствии резерва, разрешается аварийная перегрузка оставшихся в работе трансформаторов независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды.
При разрешенных аварийных перегрузках форсированный износ изоляции и сокращение ее срока службы считается меньшим злом, чем аварийное отключение потребителей электроэнергии.
В соответствии с 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:
Допускается продолжительная работа трансформаторов (при нагрузке не выше номинальной мощности) при повышении напряжения на любом ответвлении любой обмотки на 10 % сверх номинального напряжения данного ответвления. При этом напряжение на любой из обмоток должно быть не выше наибольшего рабочего напряжения.
Во избежание повреждения трансформаторов и развития аварии величины и время аварийных перегрузок трансформаторов должны находиться под контролем.
За время аварийной перегрузки оперативно-ремонтный персонал должен принять меры по замене поврежденного оборудования резервным, а затем разгрузить перегруженные трансформаторы до номинальной мощности отключением менее ответственных по категории надежности электроснабжения потребителей.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
2.2. Обслуживание силовых трансформаторов и автотрансформаторов
2.2. Обслуживание силовых трансформаторов и автотрансформаторов 2.2.1. Термины и определения Трансформаторы и реакторы являются одним из наиболее массовых типов продукции электромашиностроительных заводов и самым распространенным видом электрооборудования на
2.2.2 Параметры и режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов
2.2.2 Параметры и режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов Наиболее широкое распространение получили масляные трансформаторы. Основным преимуществом масляных трансформаторов по сравнению с сухими является защищенность их обмоток от внешних воздействий, что
2.4. Параллельная работа трансформаторов
2.4. Параллельная работа трансформаторов Параллельная работа трансформаторов (автотрансформаторов) разрешается при следующих условиях:группы соединения обмоток одинаковы. Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединения обмоток,
2.10. Повреждения при работе трансформаторов
2.10. Повреждения при работе трансформаторов В процессе эксплуатации могут возникнуть неполадки в работе трансформаторов, с одними из которых трансформаторы могут длительно оставаться в работе, а при других требуется немедленный вывод их из работы.Причинами повреждений
5.3.3. Параллельная работа трансформаторов
5.3.3. Параллельная работа трансформаторов Параллельной работой двух или нескольких трансформаторов называется работа при параллельном соединении не менее чем двух основных обмоток одного из них с таким же числом основных обмоток другого трансформатора (других
5.3.4. Режим работы автотрансформаторов
5.3.4. Режим работы автотрансформаторов Для АТ характерны следующие основные режимы работы:1. Режимы ВН — СН и СН — ВН являются чисто автотрансформаторными режимами. В этих режимах может быть передана полная номинальная мощность АТ.2. Режимы ВН — НН и НН — ВН являются
5.3.6. Регулирование напряжения трансформаторов
5.3.6. Регулирование напряжения трансформаторов В соответствии с ГОСТ 11677—85 и стандартами на трансформаторы различных классов напряжений и диапазонов мощностей большинство силовых трансформаторов выполняются с регулированием напряжения, которое может осуществляться
5.3.7. Нагрузочная способность трансформаторов
5.3.7. Нагрузочная способность трансформаторов Нагрузочной способностью трансформаторов называется совокупность допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора. Исходным режимом для определения нагрузочной способности является номинальный режим работы
5.3.8. Технические данные трансформаторов
5.3.8. Технические данные трансформаторов Классификация трансформаторов отечественного производства по габаритам приведена в табл. 5.13.Таблица 5.13 Окончание табл.
5.3.9. Мощности и напряжения КЗ трансформаторов
5.3.9. Мощности и напряжения КЗ трансформаторов Мощности и напряжения КЗ трансформаторов и АТ 220–750 кВ установлены в ГОСТ 17544—85 и отражают сложившуюся в 60–70 гг. прошлого столетия ситуацию с развитием энергетики СССР и потребности в силовых трансформаторах в условиях
5.3.12. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов на понижающих подстанциях
5.3.12. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов на понижающих подстанциях Выбор количества трансформаторов (АТ) зависит от требований к надежности электроснабжения питающихся от ПС потребителей.В практике проектирования на ПС рекомендуется, как правило, установка
2.6. Дифференциальные защиты трансформаторов
2.6. Дифференциальные защиты трансформаторов Принцип действия дифференциальных защит основан на пофазном сравнении токов параллельно установленных защищаемых объектов (поперечные дифференциальные защиты) или токов до и после защищаемого объекта (продольные
3.4.1. Защита трансформаторов Т4, Т5, Т6
3.4.1. Защита трансформаторов Т4, Т5, Т6 Трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 0,63 МВ-А подключаются к электрической сети через предохранители. Предохранители для трансформаторов выбираются по следующим условиям:номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать
Приложение 8 Допустимые токовые нагрузки на неизолированные провода
Приложение 8 Допустимые токовые нагрузки на неизолированные провода Длительно допустимые токовые нагрузки на неизолированные провода зависят от условий их эксплуатации, места прокладки и т. д. Они определены ГОСТ 839-80 и регламентируются ПУЭ.Таблица
Продукты, допустимые при аллергии
Продукты, допустимые при аллергии Питание беременной женщины должно быть разнообразным и полноценным. Если беременная женщина исключила из своего рациона питания высокоаллергенные продукты, то что же она может употреблять в пищу?Допускаются к питанию:– мясо отварное
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]
[п. 2.1.20 ПТЭП]
[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)