Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Нагрузочная способность силовых трансформаторов.





Нормальным режимом работы трансформаторов является, прежде всего, номинальный режим со всеми номинальными параметрами. Если отклонения параметров будут в допустимых пределах, то такие режимы также будут допустимыми, нормальными.

ПТЭ: Допускается продолжительная работа трансформатора (при мощности не более номинальной) при напряжении на любом ответвлении на 10% выше номинального. При этом напряжение на любой обмотке должно быть не выше наибольшего рабочего.

Верхний предел повышения напряжения определяется необходимостью ограничить нагрев трансформатора потерями в стали, которые пропорциональны квадрату магнитной индукции или квадрату напряжения. Резко возрастает реактивная составляющая тока х.х. при работе на нелинейной части характеристики намагничивания, растут потери в обмотке от токов х.х.

По условиям электрической прочности изоляции нельзя превышать Uраб.макс:

Класс изоляции, кВ 6 10 20 35 110 220 330 500 750

U раб.макс , кВ 6,9 11,5 23 40,5 126 252 363 525 787

U раб.макс/ U ном 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,1 1,05 1,05

Таким образом, даже повышение напряжения на 10% не всегда является допустимым.

ПТЭ: Для трансформаторов допускается длительная перегрузка по току любой обмотки на 5 % номинального тока ответвления, если напряжение не превышает номинальное.

Расчеты показывают, что при изменении тока на 1% температура обмотки повышается на (1,4 -1,6)°С, таким образом, увеличивается износ изоляции. Если бы Т постоянно работал с такой перегрузкой, срок его службы уменьшился более чем в 2 раза. Учитывая, что нагрузки Т меняются, часть времени Т работает с недогрузкой, возможны и перегрузки.

Нагрузочная способность Т –это совокупность допустимых нагрузок и перегрузок.

Допустимая нагрузка- это длительная нагрузка, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Допустимые систематические нагрузки Т больше номинальной мощности возможны за счет неравномерности графика нагрузки.

Систематические нагрузки позволяют уменьшить недоиспользование трансформаторов, уменьшить установленную мощность. При этом, как правило, максимальная нагрузка не должна превышать 1,5 Sном, температура масла в верхних слоях – не более 95°С, а температура обмотки в наиболее нагретой точке не должна превышать 140° С. В таком режиме трансформатор может работать в течение всего срока службы.

В режиме аварийной перегрузки износ изоляции превышает номинальный. Обычно перегрузка не более 2,0 S ном, температура масла в верхних слоях не более 115°С, температура обмотки максимальная для Т с номинальным напряжением до 110 кВ – не более 160°С, для Т с номинальным напряжением выше 110 кВ – 140 °С. Такой режим допускается в исключительных случаях в течение ограниченного времени для обеспечения надежности электроснабжения.

Рассмотрим подробнее режим систематических нагрузок больше номинальной мощности. На рис. 3 показан суточный график нагрузки Т.

 

Рис.3 Рис.4

Если выбрать номинальную мощность больше максимальной нагрузки, Т будет недогружен большую часть суток. При выборе S ном по графику (рис.3), Т будет перегружен в течение двух часов в 1,25 раза и еще в течение 4 часов в 1,05 раза.

Критерием допустимости является износ изоляции. Расчеты связаны с тепловым расчетом Т, определением температур, характером их изменения и т.д. Объем вычислительной работы велик. Пользуются на практике расчетными таблицами, составленными для двухступенчатых графиков с параметрами К1, К2 и h (рис.4). Предварительно заданный суточный график должен быть преобразован в эквивалентный (в отношении износа) двухступенчатый.

Порядок преобразования следующий:

Выделяется область перегрузки по времени h h1h2+…..

Определяются значения нагрузки S1*, S2*,… для каждого интервала Δh

Для оставшейся части графика определяют интервалы Δt1, Δt2,… и соответствующие значения нагрузки S1, S2 …в этих интервалах. Коэффициент начальной нагрузки определяется как среднеквадратичное значение по выражению:

.

 

Коэффициент максимальной нагрузки в интервале h определяют аналогично

.

Если К2* ≥ 0,9Кмакс, то принимают К2 2*, если К2* ≤ 0,9Кмакс, то принимают

К2 =0,9Кмаксмакс = Sмакс/ Sном).

Зная среднюю температуру охлаждающей среды за время действия графика, систему охлаждения Т, по таблицам , приведенным в ГОСТ, определяют допустимость относительной нагрузки К2 и ее продолжительность (таблица 1).

Нагрузка более 1,5Sном должна быть согласована с заводом-изготовителем, нагрузка более 2,0 S ном не допускается.

Таблица 1

Систематические перегрузки

 

h М и Д ДЦ иЦ
K2 при значениях K1=0,25-0,1 K2 при значениях K1=0,25-0,1
0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,25 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
0,5 + + + + + + + 1,84 1,711 1,699 1,677 1,644 1,61 1.57,57 1,52 1,44
1,0 + + + 2,00 1,94 1,86 1,76 1,60 1,57 1,55 1,54 1,52 1,49 1,46 1,42 1,35
2,0 1,76 1,73 1,70 1,67 1,63 1,58 1,51 1,40 1,41 1,40 1,39 1,38 1,36 1,34 1,31 1,26
4,0 1,46 1,44 1,43 1,14 1,39 1,36 1,32 1,25 1,28 1,27 1,27 1,26 1,25 1,24 1,22 1,19
6,0 1,33 1,32 1,31 1,30 1,29 1,27 1,24 1,20 1,21 1,21 1,21 1,20 1,20 1,19 1,18 1,15
8,0 1,26 1,26 1,25 1,24 1,23 1,22 1,20 1,17 1,18 1,18 1,17 1,17 1,17 1,16 1,15 1,13
12,0 1,19 1,19 1,18 1,18 1,17 1,16 1,15 1,13 1,14 1,14 1,14 1,13 1,13 1,13 1,12 1,11
24,0 1,08 1,08 1,08 1,08 1,08 1,08 1,08 1,08 1,07 1,07 1,07 1,07 1,07 1,07 1,07 1,07

Θ 0 = 10° С

 

 

θо=20°С

h М и Д ДЦ иЦ
K2 при значениях K1=0,25-0,1 K2 при значениях K1=0,25-0,1
0,25 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,25 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
0,5 + + + + + 1,98 1,81 1,00 1,63 1,60 1,58 1,55 1,52 1,47 1,41 1,00
1,0   1,97 1,92 1,87 1,80 1,71 1,57 1,00 1,49 1,47 1,45 1,43 1,40 1,37 1,31 1,00
2,0 1,66 1,63 1,60 1,56 1,51 1,45 1,35 1,00 1,34 1,33 1,32 1,30 1,28 1,26 1,22 1,00
4,0 1,37 1,35 1,34 1,32 1,29 1,25 1,19 1,00 1,21 1,20 1,19 1,19 1,18 1,16 1,13 1,00
6,0 1,25 1,24 1,23 1,21 1,20 1,17 1,13 1,00 1,15 1,14 1,13 1,13 1,13 1,12 1,10 1,00
8,0 1,18 1,17 1,17 1,16 1,15 1,13 1,09 1,00 1,11 1,11 1,10 1,10 1,10 1,09 1,07 1,00
12,0 1,11 1,10 1,10 1,09 1,09 1,08 1,06 1,00 1,07 1,07 1,07 1,06 1,06 1,05 1,04 1,00
24,0 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

 

θохл=30°С θохл=40°С

 

h K1
0,4 0,5
1,26 1,24
1,15 1,13
h K1
0,4 0,5
1,17 1,15
1,05 1,03

 

 

Для примера проведем расчет возможности систематической нагрузки больше номинальной, если трансформатор имеет суточный график, приведенный на рис.3.

Определяем по приведенным формулам К1 =0,404, К2* =1,12,

К2 =0,9 К макс = 0,9 *25/20 =1,125, поэтому принимаем К2 = 1,125, h=6 ч.

По таблице 1 получаем, что при θ 0 =10°С при К1=0,4 и h= 6 ч , К2доп = 1,32.

При θ 0 =20° С К2доп = 1,24, при θ0 =30°С К2доп = 1,15 и только при θ0 =40° С К2доп = 1,05, что больше расчетной величины.

Аварийные перегрузки чаще всего возникают при выходе из строя параллельно работающего Т.

В режиме аварийной перегрузки износ изоляции превышает номинальный. Обычно перегрузка не более 2,0 S ном, температура масла в верхних слоях не более 115°С, температура обмотки максимальная для Т с номинальным напряжением до 110 кВ – не более 160° С, для Т с номинальным напряжением выше 110 кВ – 140 °С. Такой режим допускается в исключительных случаях в течение ограниченного времени для обеспечения надежности электроснабжения.

Значение допустимой аварийной перегрузки можно определить из таблиц по ГОСТ (пример таблица 2). Анализируя приведенные данные в таблице, можно сделать вывод, что при первоначальной нагрузке не более 0,9 Sном трансформаторы всех типов допускают перегрузку на 40% в течение 6 ч при θ 0 не более +20°С и 30% в течение 6 ч при θ 0 +30° С.

Таблица 2

 

Аварийные перегрузки

 

θохл=20◦С

h М и Д ДЦ иЦ
K2 при значениях K1=0,25-0,1 K2 при значениях K1=0,25-0,1
0,25 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,25 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
0,5 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 1,70 1,70 1,70 1,70 1,70 1,60 1,60 1,50
1,0 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 1,80 1,80 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,50 1,50 1,50
2,0 1,80 1,80 1,80 1,80 1,70 1,70 1,70 1,60 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,40 1,40 1,40
4,0 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40
6,0 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,30 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40
8,0 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40
12,0 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40
24,0 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40

θохл=30◦С

h М и Д ДЦ иЦ
K2 при значениях K1=0,25-0,1 K2 при значениях K1=0,25-0,1
0,25 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,25 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
0,5 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 1,90 1,70 1,60 1,60 1,60 1,60 1,50 1,50 1,50
1,0 2,00 2,00 2,00 2,00 1,90 1,90 1,80 1,70 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,40 1,40
2,0 1,80 1,70 1,70 1,70 1,60 1,60 1,50 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40
4,0 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30
6,0 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,20 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30
8,0 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30
12,0 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30
24,0 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30

 

Необходимо отметить, что все таблицы пригодны для трансформаторов мощностью до 100 МВА и напряжением до 110 кВ.

В настоящее время имеются дополнительные технические условия на допустимые перегрузки трансформаторов. Так, при предшествующей нагрузке не более 0,8 номинальной и температуре охлаждающего воздуха 20°С допускаются перегрузки 1,4 в течение 4 часов, а для автотрансформа-

торов при предшествующей нагрузке 0,7 S ном при θ 0= 25° С допускаются следующие кратности и длительности перегрузок:

1,0 ч – 1,4 ; 2,0 ч ­1,3 ; 4,0 ч ­1,2.

Имеются также специальные расчетные таблицы, по которым можно определить износ изоляции при аварийной перегрузке. Так работа в течение 4 ч с перегрузкой 40% и предшествующей нагрузкой 0,8 Sном при температуре воздуха 20°С приведет к износу изоляции в 200 час, а при температуре окружающей среды 30°С износ изоляции окажется 600 час, т.е. 5 суток.

Еще один вид перегрузок – кратковременные перегрузки, возникающие в аварийных и послеаварийных режимах, при работе устройств автоматики. Критерием допустимости являются лишь предельно допустимые температуры обмоток и масла (рис. 5).

 

Рис.5

 

ПТЭ: Допускаются кратковременные перегрузки масляных трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах:

Перегрузка, % 30 45 60 75 100

Длительность, мин 120 80 45 20 10

Еще одно замечание:

При температурах окружающей среды больше номинальной, т.е. более 20° С трансформатор не может длительно работать с номинальной нагрузкой без повышенного износа изоляции.. Необходимо снижать нагрузку или принимать меры по дополнительному охлаждению, например, выполнить обрызгивание охладителей, смачивание радиаторов. Наоборот при низких температурах нагрузка Т может быть повышена, при этом износ изоляции не будет превышать нормальный, и все температуры не будут выходить за допустимые пределы. В заводских инструкциях такие допуски даны.

В табл.3 приведен пример допустимых нагрузок (в о.е.) в зависимости от температуры окружающей среды.

Таблица 3

Θ0, °  
К   1,15 1,08 0,83

 

 







Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2023 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.