Номинальная мощность трансформатора: формула и таблица

Определение номинальной мощности трансформатора

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора (автотрансформатора) необходимо иметь суточный график нагрузки, из которого указана максимальная и среднесуточная активная нагрузка данной подстанции, а также продолжительность максимальной нагрузки, известны.

График позволяет судить, соответствуют ли условия эксплуатации нагрузки теоретическому сроку эксплуатации (обычно 20… 25 лет), определенному производителем.

Для относительного ресурса изоляции и (или) для относительного износа изоляции используется выражение, определяющее экспоненциальную зависимость от температуры. Относительный износ L показывает, во сколько раз износ изоляции при данной температуре больше или меньше износа при номинальной температуре. Износ изоляции с течением времени оценивается количеством обработанных часов или дней: H = Li.

В общем случае, когда температура изоляции не остается постоянной во времени, износ изоляции определяется интегралом:

Расчет и подбор силового трансформатора по мощности и количеству

В частности, среднесуточный износ утеплителя:

Расчет и подбор силового трансформатора по мощности и количеству

Влияние температуры изоляции определяет, сколько часов изоляция может работать при данной температуре, при условии, что ее износ равен нормированному износу в сутки:

Расчет и подбор силового трансформатора по мощности и количеству

При температуре ниже 80 ° C износ изоляции незначителен и им можно пренебречь. Температура хладагента обычно не равна номинальной температуре и, более того, меняется со временем. В связи с этим для упрощения расчетов используется эквивалентная температура хладагента, понимаемая как эта неизменная температура в расчетном периоде, при которой износ изоляции трансформатора будет таким же, как при изменении температуры охлаждающей среды. в тот же период.

Допускается принимать эквивалентную температуру для нескольких месяцев или года равной среднемесячной температуре или определять эквивалентные температуры по конкретным графикам зависимости эквивалентных месячных температур от среднемесячной и годовой средней, летнего эквивалента (апрель- Августа), осенне-зимней (сентябрь-март) и годовых температур от среднегодовой.

Если при выборе номинальной мощности трансформатора в однотрансформаторной подстанции исходить из условия

Расчет и подбор силового трансформатора по мощности и количеству

(где Рмакс — максимальная активная нагрузка пятого года эксплуатации; Рр — номинальная проектная мощность подстанции), то с графиком с кратковременной пиковой нагрузкой (0,5… 1,0 ч) трансформатор будет работать давно с недогрузкой. В этом случае неизбежно завышение номинальной мощности трансформатора и, как следствие, завышение установленной мощности подстанции.

В некоторых случаях более выгодно выбирать номинальную мощность трансформатора, близкую к максимальной нагрузке достаточной продолжительности с полным использованием его перегрузочной способности с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

Режимы работы трансформатора

Наиболее экономичная работа трансформатора с точки зрения годовых затрат и потерь будет в том случае, если он будет работать с перегрузкой в ​​часы пик (работа имеет тенденцию работать в режиме, когда в часы пиковой нагрузки данный трансформатор не превышает его номинальных значений) власть). В реальных условиях допустимое значение нагрузки выбирается на основе кривой нагрузки и начального коэффициента нагрузки, а также зависит от температуры окружающей среды, при которой работает трансформатор.

Коэффициент загрузки, или коэффициент заполнения суточного графика загрузки, почти всегда меньше единицы:

Расчет и подбор силового трансформатора по мощности и количеству

В зависимости от характера суточного графика нагрузки (начальный коэффициент нагрузки и максимальная продолжительность), эквивалентной температуры окружающей среды, постоянной времени трансформатора и типа охлаждения, согласно ГОСТ допускаются систематические перегрузки трансформаторов.

Термины и их определения

5.3.20

… Нейтрали обмоток автотрансформаторов и балластов 110 кВ и выше, а также трансформаторов 330 кВ и выше должны работать в режиме заземления.

допускается заземление нейтрали трансформаторов и автотрансформаторов с помощью специальных балластов.

Трансформаторы 110 и 220 кВ с испытательным напряжением нейтрали 100 и 200 кВ соответственно могут работать с заземленной нейтралью, если она защищена разрядником для защиты от перенапряжений. При обосновании расчетами допускается работа с заземленной нейтралью трансформаторов 110 кВ с испытательным напряжением нейтрали 85 кВ, защищенных разрядником для защиты от перенапряжений.

5.3.19

… Для каждой электроустановки в зависимости от графика нагрузки с учетом надежности электроснабжения потребителей и минимальных потерь энергии необходимо определить количество одновременно работающих трансформаторов.

В распределительных сетях напряжением до 15 кВ включительно необходимо организовать замеры нагрузок и напряжений трансформаторов в период максимальных и минимальных нагрузок. Продолжительность и периодичность измерений определяет технический менеджер топливной системы.

5.3.23

… Трансформаторы мощностью 1 МВ x А и выше и реакторы должны работать с системой непрерывной регенерации масла в термосифонных или адсорбционных фильтрах.

Масло в расширителе трансформатора (реакторе), а также в резервуаре или расширителе устройства РПН должно быть защищено от прямого контакта с окружающим воздухом.

Для трансформаторов и реакторов, оснащенных специальными устройствами, предотвращающими увлажнение масла, эти устройства должны быть постоянно включены, независимо от режима работы трансформатора (реактора). Работа этих устройств должна быть организована в соответствии с инструкциями производителя.

Масло в маслонаполненных изоляторах необходимо защищать от окисления и влаги.

5.3.16

… В случае аварийной остановки охлаждающих устройств режим работы трансформаторов определяется положениями заводской документации.

5.3.26

… Ремонт трансформаторов и реакторов (капитальных, токовых) и их компонентов (РПН, систем охлаждения и т.д.) осуществляется по мере необходимости, в зависимости от их технического состояния, определяемого внешними измерениями, испытаниями и осмотрами.

Сроки ремонта устанавливает технический менеджер топливной системы (электросистемы).

5.3.24

… Трансформатор (реактор) должен быть подключен к сети через повышение полного напряжения.

Трансформаторы, работающие в блоке с генератором, можно включить вместе с генератором, подняв напряжение с нуля.

5.3.22

… В случае автоматического отключения трансформатора (реактора) действием защиты от внутренних повреждений, его можно включить только после осмотра, испытаний, анализа газа, масла и устранения выявленных нарушений.

Если трансформатор (реактор) отключен защитами, действие которых не связано с его повреждением, его можно снова включить без проверок.

Раздел 1 Организация эксплуатации электроустановок

Перегрузки силовых трансформаторов

Перегрузки определяются путем преобразования заданной кривой нагрузки в тепловой эквивалент (рис. 3.5). Допустимая нагрузка трансформатора зависит от начальной нагрузки, максимальной нагрузки и ее продолжительности и характеризуется степенью перегрузки:

Расчет и подбор силового трансформатора по мощности и количеству

Расчет и подбор силового трансформатора по мощности и количеству

Допустимые систематические перегрузки трансформаторов определяются графиками нагрузочной способности трансформаторов, приведенными в таблице или графически. Коэффициент перегрузки передается как функция среднегодовой температуры воздуха / cn, типа охлаждения и мощности трансформаторов, начального коэффициента нагрузки кН и продолжительности максимальной нагрузки, эквивалентной двум часам tmax.

Для других значений tmax допустимое значение может быть определено из кривых нагрузочной способности трансформатора.

Если максимум графика нагрузки летом меньше номинальной мощности трансформатора, допускается длительная перегрузка трансформатора в 1% зимой на каждый процент недогрузки летом, но не более 15%. Общая систематическая перегрузка трансформатора не должна превышать 150%. При отсутствии систематических перегрузок допускается постоянная нагрузка трансформаторов током на 5% выше номинального при условии, что напряжение каждой из обмоток не превышает номинальное.

На трансформаторах допускается повышение напряжения выше номинального: длительно — на 5% при нагрузке не выше номинальной и на 10% при нагрузке не более 0,25 номинальной; кратковременно (до 6 часов в сутки) — на 10% при нагрузке не выше номинальной.

Дальнейшие перегрузки одной ветви из-за продолжительной недогрузки другой допускаются согласно инструкции производителя. Так, трехфазные трансформаторы с расщепленной обмоткой 110 кВ мощностью 20, 40 и 63 МВА допускают следующие относительные нагрузки: с нагрузкой одной ветви обмотки 1,2; 1.07; Нагрузки 1.05 и 1.03 другой ветви должны быть 0 соответственно; 0,7; 0,8 и 0,9.

5.3.18

… Коммутационные аппараты устройств РПН трансформаторов могут работать при температуре верхних слоев масла от минус 20 ° C и выше (для устройств РПН с погружным сопротивлением) и минус 45 ° С и выше (для устройств РПН с токоограничивающими реакторами, а также для коммутационных аппаратов с контактором, расположенным на опорном изоляторе вне корпуса трансформатора и оборудованных устройством искусственного нагрева).

Работа устройств РПН должна быть организована в соответствии с положениями инструкций производителя.

5.3.21

… При срабатывании газового реле необходимо провести внешний осмотр трансформатора (реактора) по сигналу, газ должен быть взят из реле для анализа и контроля воспламеняемости. Для обеспечения безопасности персонала при отборе газа из газового реле и выявлении причины его срабатывания трансформатор (реактор) необходимо разрядить и отключить. Время, необходимое для разряда и отключения трансформатора, должно быть сведено к минимуму.

Если газ в реле негорючий, нет признаков повреждения трансформатора (реактора) и его отключение вызвало перебои с электроэнергией, трансформатор (реактор) можно немедленно ввести в эксплуатацию до тех пор, пока не появится причина срабатывания реле уточняется газовое реле на сигнал. Продолжительность работы трансформатора (реактора) в этом случае устанавливает технический директор установки.

По результатам газового анализа от газового реле, хроматографического анализа масла и других измерений (испытаний) необходимо установить, почему газовое реле срабатывает по сигналу, определить техническое состояние трансформатора (реактора) и возможность его нормальной работы.

5.3.25

… Проверки трансформаторов (реакторов) без отключения проводятся в сроки, установленные техническим руководителем завода, в зависимости от их назначения, места установки и технических условий.

5.3.17

… Допускается включение трансформаторов номинальной нагрузки:

с системами охлаждения М и Д при любой отрицательной температуре воздуха;

с системами охлаждения DC и C при температуре окружающего воздуха не ниже минус 25 °. При более низких температурах трансформатор необходимо предварительно нагреть, включив нагрузку примерно 0,5 номинальной без запуска системы циркуляции масла до тех пор, пока температура верхних слоев масла не достигнет минус 25 ° C, после чего необходимо активировать систему циркуляции масла. В аварийных условиях допускается включение трансформатора на полную нагрузку независимо от температуры окружающей среды;

с системой охлаждения с прямым потоком масла в обмотках трансформаторов НДЦ, НЦ по заводской инструкции.

5.3.27

… Профилактические испытания трансформаторов (балластов) должны выполняться в соответствии с объемом и стандартами испытаний электрооборудования и заводскими инструкциями.

Допустимые нагрузки для оборудования общего назначения

Согласно ГОСТ 14209-85 допустимые нагрузки трансформаторов в масле устанавливаются производителем оборудования. Ранее был ГОСТ 14209 — 69, который заменили указанным. Поддерживает модель для расчета нагрузки с использованием индикатора износа изоляции, точки нагрева слоев обмотки, типа диаграммы. Спасается то, что:

  • базовое значение температуры обмотки (максимальная) не превышает 98 градусов;
  • возможны аварийные перегрузки до 115 градусов;
  • максимально допустимый при систематических перегрузках 95 градусов (строится программа для определения срабатывания);
  • существует правило износа изоляции, равное шести степеням.

Остальные положения изменены в части показателей нагрева разрешенных точек. Для перегрузок показатель составляет 140 (стандартное исполнение для трансформаторов 110 кВ и ниже), 160 (оборудование с аварийными перегрузками 110 кВ и ниже). Для оборудования мощностью 110 кВт и выше сохраняется порог в 140 градусов для систематических и аварийных ситуаций. Значения при условиях (соответствие температуры теплового пункта номинальным техническим характеристикам) при систематическом — 1,5, при аварийном — 2.

Учитываются параметры окружающей среды. Продолжительностью графика нагрузки считается, если изменение температурных показателей не превышает 12 градусов, а характеристики положительные. Программа коррекции вводится, если изменения превышают установленный порог 12 или температура становится отрицательной.

Трансформатор в масле

Для определения повышения температуры масла используется графический метод (в зависимости от характеристик точки максимального нагрева обмотки и окружающей среды). На графике хорошо видно отклонение от номинальной мощности и нагрузки, что позволяет скорректировать результаты за счет введения дополнительного охлаждения.

Износ изоляции определяется по расчетным таблицам: экспериментальный маршрут не работает.

Электронно-вычислительные машины контролируют работу обмоток и трансформаторного масла.

Трансформатор

Оцените статью
Блог о трансформаторах
Adblock
detector