Нормы нагрева элементов трансформатора

На тяговых подстанциях РЖД применяются масляные силовые трансформаторы мощностью до 40 МВ·А включительно с системами охлаждения видов:

· М (естественная циркуляция воздуха и масла);

· Д (принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла).

Этим видам охлаждения соответствуют обозначения Международной электротехнической комиссии (МЭК) – ONAN и ONAF. На подстанциях постоянного тока эксплуатируются сухие преобразовательные трансформаторы с естественным воздушным охлаждением вида СЗ (ANAN).

На указанные трансформаторы распространяется действие следующих стандартов:

ГОСТ 11677–85	Трансформаторы силовые. Общие технические условия
ГОСТ 14209–85	Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки
ГОСТ 14209–97^* (МЭК–91)	Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов
ГОСТ 16772–77	Трансформаторы и реакторы преобразовательные. Общие технические условия
ГОСТ Р 51559–2000	Трансформаторы силовые масляные классов напряжения 110 и 220 кВ и автотрансформаторы напряжением 27,5 кВ для электрических железных дорог переменного тока. Общие технические условия

 

* Действовал на территории РФ с 01.01.2002 по 28.03.2008 г. В настоящее время актуальным является ГОСТ 14209–85.

Допустимые превышения температуры отдельных элементов конструкции трансформаторов над температурой окружающего воздуха приведены в ГОСТ 11677–85. Допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки масляных понижающих трансформаторов подстанций постоянного тока и силовых трансформаторов (автотрансформаторов системы 2х25 кВ) подстанций переменного тока с учётом максимальных допускаемых значений температуры масла и наиболее нагретой точки обмотки приведены в ГОСТ 14209–85. Допускаемые перегрузки преобразовательных трансформаторов подстанций постоянного тока согласно ГОСТ 16772–77 должны соответствовать нагрузочной способности выпрямителей и инверторов. Нагрузочная способность сухих преобразовательных трансформаторов регламентируется также техническими условиями заводов-изготовителей.

В ГОСТ 14209–85 рассматриваются следующие виды нагрузок трансформаторов:

· допустимые систематические нагрузки не вызывающие сокращения нормируемого срока службы трансформатора;

· график нагрузки вызывающий нормальный или пониженный расчётный износ витковой изоляции;

· допустимые аварийные перегрузки, вызывающие повышенный износ изоляции и приводящие к сокращению нормированного срока службы трансформатора;

Межгосударственный стандарт ГОСТ 14209–97определяет следующие режимы нагрузки силовых масляных трансформаторов:

· циклические нагрузки – режим с циклическими изменениями в течении суток, который определяют с учетом среднего значения износа за продолжительность цикла. Режим циклических нагрузок является режимом систематических нагрузок или режимом продолжительных аварийных перегрузок;

· систематические нагрузки – режим в течении которого температура охлаждающей среды может быть более высокой и ток нагрузки превышает номинальный. При этом термический износ эквивалентен номинальной нагрузке при номинальной температуре охлаждающей среды. Это обеспечивается за счёт более низкой температуры охлаждающей среды или понижения тока нагрузки в течение остальной части цикла.

· продолжительные аварийные перегрузки – режим продолжительного выхода из строя некоторых элементов сети, до восстановления которых превышения температуры частей трансформатора достигают установившегося значения. Это не обычное рабочее состояние возникает редко и может длиться в течение недель, месяцев и вызывает значительный термический износ.

· кратковременные аварийные перегрузки – режим чрезвычайно высокой нагрузки, вызванный непредвиденными воздействиями, которые приводят к значительным нарушениям нормальной работы сети и температура наиболее нагретой точки проводников достигает опасных значений и в некоторых случаях происходит временное снижение электрической прочности изоляции. Нагрузки такого типа возникают редко. Их необходимо по возможности быстрее снизить или на короткое время отключить трансформатор во избежание его повреждения. Допустимая продолжительность такой нагрузки меньше тепловой постоянной времени трансформатора и зависит от достигнутой температуры до перегрузки. Продолжительность перегрузки составляет менее получаса.

В указанных режимах ток нагрузки и температуры элементов трансформатора не должны превышать предельных значений, приведенных в табл. 3.1.

Таблица 3.1 – Допустимые максимальные значения параметров режима трансформаторов с системами охлаждения видов М и Д.

Вид режима	Параметр	Обо-значе-ние	Значение параметра по ГОСТ
14209–85	14209–97
Систематические нагрузки	Ток, относ. ед.	K max доп	1,5 ^(1)	1,5
Температура наиболее нагретой точки обм., °С	τнтт доп
Температура масла в верхних слоях, °С	τм доп
Аварийные перегрузки	Ток, относ. ед.	K max доп	2,0	1,5 / 1,8 ^(3)
Температура наиболее нагретой точки обм., °С	τнтт доп	160 / 140 ^(2)	140 / 160 ^(3)
Температура масла в верхних слоях, °С	τм доп
^(1) по согласованию с производителем трансформатора может допускаться кратность перегрузки до 2,0 относительно номинального тока; ^(2) в числителе для трансформаторов класса напряжения до 110 кВ включительно, в знаменателе свыше 110 кВ; ^(3) в числителе при продолжительных аварийных перегрузках, в знаменателе при кратковременных перегрузках; Ток в относительных единицах К max доп = Imax / Iном