Dopuszczalne przeciążenie transformatorów

Na działanie transformatorów mocy konieczne jest ich przeciążanie w określonych porach dnia, tak aby wskutek niedociążenia w innych porach dobowe zużycie izolacji uzwojenia przed przegrzaniem nie było większe niż zużycie odpowiadające znamionowemu trybowi pracy transformatora , ponieważ zmiana temperatury izolacji o 6°C powoduje dwukrotną zmianę jej żywotności.

Czas trwania t dopuszczalnej dobowej systematycznej przeciążalności transformatora, obliczony współczynnikiem przeciążenia K2, zależy od współczynnika obciążenia początkowego K1 transformatora, jego mocy znamionowej Snom, układu chłodzenia, stałej czasowej grzania i równoważnej temperatury powietrza chłodzącego odpowiadającej dany okres roku.

Współczynniki K1 i K2 określane są przez stosunki równoważnych prądów początkowych i maksymalnych odpowiednio do prądu znamionowego transformatora, a wartości równoważne są rozumiane jako ich wartości skuteczne przed początkiem największego obciążenia i dla okres jej maksimum.

Wykresy obciążalności transformatorów DA CE2 (K1) odpowiadające różnym czasom T systematycznych przeciążeń (rys. 1), pozwalają na zadany stan początkowy transformatora, charakteryzujący się współczynnikiem K1, który wyznacza dobowy rozkład obciążenia Az(T) 10 godziny przed początkiem jego maksimum i zadanym czasem trwania t systematycznego przeciążenia, znajdź dopuszczalny współczynnik przeciążenia K2 dla okresu maksymalnego obciążenia transformatora.

Ryż. 1. Wykresy obciążalności transformatorów trójfazowych o mocy znamionowej do 1000 kVA przy naturalnej cyrkulacji powietrza i oleju oraz stałym czasie nagrzewania 2,5 h przy równoważnej temperaturze powietrza chłodzącego 20°C.

Równoważna temperatura powietrza chłodzącego — jego stała temperatura, przy której występuje takie samo zużycie izolacji uzwojeń transformatora przenoszącego stałe obciążenie, jak przy istniejącej zmiennej temperaturze powietrza. Przy praktycznie niezmienionym obciążeniu i braku systematycznych wahań dobowych i sezonowych przyjmuje się równoważną temperaturę powietrza chłodzącego równą 20°C.

Jeśli krzywa maksymalnego średniego obciążenia I(t) jest mniejsza latem moc znamionowa transformatora, wówczas w miesiącach zimowych dopuszcza się dodatkowe 1% przeciążenia transformatora na każdy procent niedociążenia w okresie letnim, jednak nie więcej niż 15%, a całkowite obciążenie nie powinno przekraczać 150% znamionowego.

W sytuacjach awaryjnych należy dopuścić do krótkotrwałego przeciążenia transformatorów powyżej znamionowego, któremu towarzyszy zwiększone zużycie izolacji uzwojeń i spadek żywotności transformatorów (patrz tabela).

Dopuszczalne krótkotrwałe przeciążenia transformatorów w trybach awaryjnych

Transformatory

suchy olej przeciążony prądem przeciążonym, % czasu trwania przeciążenia transformatora, min 60 5 200 1,5

Takie przeciążenia są dopuszczalne dla wszystkich układów chłodzenia, niezależnie od poprzedniego trybu, temperatury powietrza chłodzącego i lokalizacji transformatorów, pod warunkiem, że temperatura oleju w górnych warstwach nie przekracza 115 ° C. Ponadto dla oleju- zapełnione transformatory pracujące ze współczynnikiem obciążenia początkowego K1 <0,93 dopuszcza się przeciążenie o 40% powyżej prądu znamionowego przez okres nie dłuższy niż 5 dni przy maksymalnym czasie obciążenia o łącznym czasie trwania nie dłuższym niż 6 godzin dziennie, przy zachowaniu wszelkich środków zapobiegawczych aby poprawić chłodzenie transformatora...

Przy zmiennym obciążeniu stacji z kilkoma transformatorami konieczne jest przygotowanie harmonogramu włączania i wyłączania transformatorów pracujących równolegle w celu uzyskania ekonomicznych trybów ich pracy.

W rzeczywistych warunkach konieczne jest pewne odstępstwo od trybu projektowego, aby liczba przełączeń roboczych każdego transformatora nie przekraczała dziesięciu w ciągu doby, tj. nie jest konieczne wyłączanie transformatorów na mniej niż 2-3 godziny.

Na praca równoległa transformatorów całkowite obciążenie podstacji transformatorowej musi zapewniać wystarczające obciążenie dla każdej z nich, oceniane na podstawie odczytów odpowiednich amperomierzy, których instalacja dla transformatorów o mocy znamionowej 1000 kVA i większej jest obowiązkowa.

Współczesne transformatory pracujące przy dużej indukcji magnetycznej nie powinny pracować przy znacznym wzroście napięcia pierwotnego, gdyż towarzyszy temu wzrost strat energii elektrycznej na nagrzewanie obwodów magnetycznych. Dopuszczalny jest ciągły wzrost napięcia pierwotnego przy obciążeniu transformatora nieprzekraczający znamionowego do 5% napięcia tej gałęzi, a przy obciążeniu 25% mocy znamionowej do 10 %, które można tolerować nawet pod obciążeniem, które nie przekracza nominalnego czasu trwania do 6 godzin dziennie.

Stopień nierównomierności obciążenia w fazach transformatora nie powinien przekraczać 20%. Jest zdefiniowany jako:

Kn = (Azlyulka — AzSr. / Azcf) x 100,

gdzie Azmax jest prądem przeciążonej fazy w momencie największego obciążenia transformatora, AzCr. — średni prąd trzech faz transformatora w tym samym czasie.