•к
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на територии Украины без разрешения Госстандарта Украины
СОДЕРЖАНИЕ
с.
Часть первая
Часть вторая
Приложение А Таблицы допустимых нагрузок с нормальным суточным
сокращением срока службы23
Приложение В Таблицы допустимых нагрузок с повышенным суточным
сокращением срока службы42
Приложение С Таблицы допустимых перегрузок с повышенным сокращением срока службы трансформаторов без учета начальной (предшествующей) нагрузки71
Приложение D Блок-схемы расчета таблиц допустимых перегрузок с нормальным
и повышенным суточным сокращением срока службы73
Приложение Е Расчет тепловой постоянной времени обмотки75
Информационные данные76
гост 30221-97 (МЭК 905-87)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
РУКОВОДСТВО ПО НАГРУЗКЕ СИЛОВЫХ СУХИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
LOADING GUIDE FOR DRY-TYPE POWER TRANSFORMERS
Дата введения 1999-01-01
Настоящий стандарт разработан на основе МЭК 905 (1987) с целью прямого применения международного стандарта с дополнительными требованиями, отражающими потребности народного хозяйства. Дополнительные требования в основных разделах стандарта выделены текстом, напечатанным курсивом.
Стандарт дополнен приложениями А-Е, в которых приведены таблицы допустимых нагрузок трансформаторов с нормальным и повышенным суточным сокращением срока службы для различных изоляционных систем, упрощенные таблицы допустимых перегрузок без учета начальной нагрузки для использования их при выборе номинальной мощности, блок-схемы расчета таблиц допустимых перегрузок, приведенных в таблицах приложений А, В, и метод расчета тепловой постоянной времени обмотки.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на сухие трансформаторы с естественным воздушным охлаждением, соответствущие ГОСТ 11677, условия работы которых ограничены требованиями, приведенными в разделе 6. Рассматривается шесть различных изоляционных систем соответственно их предельной температуре.
Рекомендации по режимам нагрузки из-за наличия многочисленных сочетаний различных систем изоляции и конструктивных исполнений могут быть только общего порядка. Поэтому стандарт состоит из двух частей:
первая часть устанавливает метод расчета режимов нагрузки по значениям параметров, полученных при проведении типовых испытаний образцов отдельных конструкций и/или изоляционных систем, и не содержит рекомендации по режимам нагрузки. Расчеты даны в виде алгоритмов, по которым могут быть составлены программы машинного расчета;
во второй части для построения графиков нагрузки установлены постоянные значения различных параметров, за исключением допустимых пределов температуры изоляции (таблица 1) и температуры наружного охлаждающего воздуха, независимо от изоляционной системы или конструктивного исполнения.
Стандарт определяет способ работы сухих трансформаторов без превышения допустимых пределов термического износа изоляций. Допустимые пределы износа изоляции — это износ изоляции при номинальных условиях эксплуатации сухого трансформатора и номинальной температуре наружного охлаждающего воздуха.
Издание официальное
Назначение настоящего стандарта — дать возможность рассчитать допустимую нагрузку, установить ее нормы для некоторых определенных режимов в зависимости от номинального тока и помочь потребителям в выборе номинальной мощности вновь устанавливаемых трансформаторов.
Начальную температуру наружного охлаждающего возду)® следует принимать равной 20 °С. Стандарт разработан для этой температуры, а также для температуры наружного охлаждающего воздуха, равной 10 и 30 °С. Допускаются отклонения от этих температур при условии, что повышенное сокращение нормированного срока службы, вызванное эксплуатацией трансформатора при более высокой температуре наружного охлаждающего воздуха, будет компенсировано пониженным сокращением срока службы при более низкой температуре наружного охлаждающего воздуха.
Практически непрерывная продолжительная нагрузка при полном значении номинального тока не встречается, и в настощем стандарте приведены требования к периодическим суточным графикам нагрузки с учетом сезонных изменений температуры наружного охлаждающего воздуха. Суточные сокращения срока службы, обусловленные тепловыми воздействиями, приравнивают к нормальному суточному сокращению срока службы сухого трансформатора, эксплуатируемого при номинальных напряжении, токе и температуре наружного охлаждающего воздуха 20 °С.
На графиках рисунков 5-16 указана допустимая нагрузка током, которая приводит к нормальному суточному сокращению срока службы, для классов нагревостойкости изоляции обмотки А(105), Е(120), В(130), F(155), Н(180), С(220 °С) и следующих условий експлуатации:
а) постоянная нагрузка при различной температуре наружного охлаждающего воздуха;
б) систематическая нагрузка при различной температуре наружного охлаждающего воздуха.
Примечание — Предполагается, что трансформатор дак следует вентилируется и дополнительные нагрузочные потери не влияют заметно на температуру наружного охлаждающего воздуха.
В настоящем стандарте использованы следующие условные обозначения; а — подстрочный индекс, обозначающий «окружающую среду» (наружный охлаждающий воздух);
с — подстрочный индекс, обозначающий «наиболее нагретую точку обмотки» при номинальном токе и номинальной температуре наружного охлаждающего воздуха;
сс — подстрочный индекс, обозначающий «наиболее нагретую точку обмотки» при максимально допустимых режимах нагрузки, установленных в стандарте;
d— подстрочный индекс, обозначающий удвоение сокращения срока службы; е— подстрочный индекс, обозначающий конечное «среднее значение температуры обмотки» для любой нагрузки;
/—подстрочный индекс, обозначающий начальное «среднее значение температуры обмотки» для любой нагрузки;
у — целое число, обозначающее порядковый номер дня года (от 1 до 365);
Ки Кг,..., Кп,,.., Кц — ток нагрузки в долях номинального тока;
т — подстрочный индекс, обозначающий наибольшее «среднее значение температуры обмотки» (таким образом, для постоянного режима нагрузки при номинальном токе принято ДОдаг = AQc/Z, а для кратковременного режима при токе выше номинального, который приводит к ускоренному по сравнению с нормальным сокращению срока службы в течение этого периода, принято А6« = ABec/Z)-,
п— подстрочный индекс, обозначающий какой-либо один период суточного цикла нагрузки; q — показатель степени К, влияющий на изменение среднего значения превышения температуры в зависимости от тока нагрузки;
г — подстрочный индекс, обозначающий номинальное значение;
/ — время, ч;
4 — максимально допустимая продолжительность заданного тока нагрузки Кг, ч;
/,, 4 4 —продолжительность каждого режима нагрузки, ч;
W— подстрочный индекс, обозначающий обмотку;
wh — подстрочный индекс, обозначающий «наиболее нагретую точку обмотки»;
А — амплитуда годового изменения среднесуточной температуры охлаждающей среды (предполагается синусоидальное изменение);
5 —амплитуда суточного изменения температуры охлаждающей среды (предполагается синусоидальное изменение);
/— ток нагрузки, А (любое значение);
ІГ— номинальный ток. А;
к— подстрочный индекс, обозначающий какой-нибудь отдельный период нагрузки, предшествующий началу периода нагрузки, для которого производится вычисление;
L — сокращение срока службы, ч;
и„ — расчетный годовой износ;
Z-я — относительная скорость износа;
Л/— количество различных ежедневных периодов нагрузки;
Г — сумма отдельных периодов нагрузки 4, предшествующих началу нагрузки 4, для которого производится вычисление;
Z —отношение превышения температуры наиболее нагретой точки к превышению средней температуры обмотки (см. также пояснения к посдстрочному индексу т)
а — произвольная переменная, используемая при определении степени относительного сокращения срока службы;
де— превышение температуры, °С;
є — коэффициент точности определения температуры наиболее нагретой точки в начале 24-часового периода;
0 — температура, °С;
Bed— среднесуточная температура охлаждающей среды, °С;
Вау— среднегодовая температура охлаждающей среды, °С;
т —тепловая постоянная времени обмоток при номинальном токе, ч.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
4 ОСНОВА РУКОВОДСТВА
Срок службы сухого трансформатора зависит от термического износа изоляции. Опыт показывает, что нормальный срок службы составляет несколько десятков лет. Точно определить это число не представляется возможным, так как даже для двух одинаковых трансформаторов оно может быть различным, особенно из-за различных эксплуатационных факторов.
Практически непрерывная продолжительная нагрузка при полном значении номинального тока нагрузки не встречается, поэтому следует учитывать различные эксплуатационные условия, а также вытекающие отсюда колебания скорости термического износа изоляции трансформатора.
Таким образом, необходимо:
а) определить предполагаемый «нормальный» срок службы в зависимости от номинального тока нагрузки и номинальной температуры наиболее нагретой точки изоляции обмотки;
Нормированный «нормальный» срок службы — по ГОСТ 11677;
б) связать повышение температуры наиболее нагретой точки обмотки с увеличением скорости износа изоляции;
в) определить метод расчета чистого влияния на термический износ изоляции изменения температуры наиболее нагретой точки обмотки, вызванного сменами периода нагрузки, тока нагрузки и температуры охлаждающей среды;
г) сравнить чистое «сокращение срока службы», вызванное совокупностью различных факторов нагрузочного цикла, с нормальным сокращением срока службы. Отсюда для получения предполагаемого нормального срока службы трансформатора допускается подобрать какой-нибудь параметр нагрузочного цикла.
Крещения срока службы, могут отличаться большими перегрузками, при этом температура наиболее нагретой точки намного превышает 0с Соответствеяно введен параметр 0<», представляющий абсолютный допустимый предел температуры наиболее нагретой точки. При температуре выше указанной скорость износа становится недопустимой (значение 0о и 0«, — по таблице 1).
Таблица 1
Температура наиболее нагретой точки обмотки, °С
номинальная
в.
Класс нагревостойкости изоляции (по ГОСТ 11677),
„С максимально допустимая
в_
Допустимые пределы превышения средней температуры обмотки при номинальном токе, °С (по ГОСТ 11677), де,„
95
110
120
145
175
210
140
155
165
190
220
250
60
75
80
100
125
150
А(105)
Е(І20)
В(130)
F(155)
Н(180)
С(220)
а) величина ДЭил. может быть определена во время испытаний на нагрев с различными нагрузками К„;
б) по формуле
Д9иЛп — Z • Д0ИГ ■ Кп.{1)
Для этого необходимо знать значения Z, Двиг и д.
Предпочтительно использовать, когда это возможно, значения Д0«^, полученные в результате испытаний; таким образом исключается любая неточность подлинности коэффициента Z и неточность значения д. Опыт показывает, что в зависимости от типа трансформатора и уровня нагрузки, при которой он работает, д и Z принимают различные значения.
Примечание — Для некоторых конструкций обмотки определение 9,^ допускается производить только на образцах трансформатора.
По результатам испытаний можно провести кривую Д0„л = /(/О, которая может быть использована при определении каждого значения К„, необходимого для расчета соответству- щего значения Д0*лл.
X — тепловая постоянная времени, ч;
Примечание — Следует учитывать обмотку с наименьшей постоянной времени;
Д0ИГ— превышение средней температуры обмотки при номинальной мощности;
А01^ = /(Л) — превышение температуры наиболее нагретой точки в установившемся режиме в зависимости от нагрузки.
