1. Величины, получаемые при испытаниях на старение, проводимых на образцах изоляционных систем:

0с —температура, при которой изоляционная система имеет нормальную продолжительность срока службы;

0СС — максимальная температура, выше которой скорость износа изоляции становится недопустимой;

0rf— крутизна прямой срока службы изоляции — повышение температуры, вызывающее удвоенное сокращение срока службы.

  1. Величины, относящиеся к условиям эксплуатации (см. рисунок 1):

Bad — среднесуточная температура охлаждающей среды, “С;

Вау — среднегодовая температура охлаждающей среды, “С;

А — амплитуда годовых изменений среднесуточной температуры охлаждающей среды (предполагается синусоидальное изменение):

амплитуда изменений суточной температуры охлаждающей среды (предполагается синусоидальное изменение);

К, Кг К„, /Cv—участки режимов нагрузки;

и, 4,- -, tn, Г/v — продолжительность участка режима нагрузки, ч;

N— количество режимов нагрузки.

  1. Формулы
    1. Для режима нагрузки К превышение температуры наиболее нагретой точки в конце интервала времени t следует вычислять по формуле

f

Дви =-А0[й,’)(1-е“),(2)

илиі

где Д9и,/,п следует получать из формулы

ABwhn = Z ■ Абуиг ■ Кп(4)

или из соотношения Д0^ =f{K), установленного в результате испытаний.

Превышение температуры в конце каждого периода времени t„ следует определять по этим же формулам, принимая / = t„.

  1. Суточное сокращение срока службы L„ при нагрузке К„ продолжительностью t„ в день следует рассчитывать по формуле

л-17

где 7= 14-

к-1

Годовое сокращение срока службы L,„следует определятьпосумме суточных сокращений срока службы в течение 365дней принагрузках продолжительностьюU до4

ч.(6)

Это значение сравнивают с нормальным сокращением срока службы за один год

1п2

Jл жл _ _■^(Д0иФг+2О-0с)!'у

L нормальное = 24 х 365 х е,v' ^

то есть L нормальное = 24 х 365 х 1 = 8760 ч.

  1. Определение перегрузки применительно к трансформатору с нормальным сокращением срока службы при заданном графике нагрузки

Приведенный на рисунке 1 график состоит из нескольких различных нагрузок током, значения которых могут быть отрегулированы с помощью общего коэффициента-множителя.

Сокращение срока службы и относительную скорость износа U для начального графика нагрузки следует рассчитывать по программе, основанной на алгоритме, приведенном в разделе 5.

Если Lr ниже единицы, следует вычислять перегрузку,которую устройство может выдержать.

Для этого выполняют расчет со значениями К[, КІ КІ, равными неизменным аК,

аКг аКм ти 4,4/-Коэффициент-множительадолженбытьнемногобольше единицы

(например, 1.1).

Ток

нагрузки

Температура

окружающей

среды

24 ч

Превышение

температуры

наиболее

нафетой

точки

I I

I ' *

' I I

1

Примечание — Температура наиболее нафетой точки в каждое мгновение равна Дб4+ в«>.

Рисунок 1 — График нагрузки, используемый при подготовке программ машинного расчета

Если рассчитанный таким образом относительный износ Lr ниже 1, следует установить а + 0,1 и расчет повторить, и так до тех пор, пока не найдут значение а, при котором £« 2: 1.

Допустимой является перегрузка, полученная при расчете с предпоследним значением а.

Если в результате первого расчета получают сокращение срока службы L'r выше 1, расчет следует повторить с более низким значением (например, а = а-0,01) и т.д.

Вычисление следует повторять до тех пор, пока не будет определено значение а, при котором Lr равно или немного ниже 1.

Примечание — Если для определенного периода эксплуатации допускается сокращение срока службы выше нормального, следует выполнять такой же расчет, используя значение £,,выше 1.

  1. Определение перегрузки (значения или продолжительности) применительно к трансформатору с заданным сокращением срока службы по упрощенному графику нагрузки

Приведенный на рисунке 2 график состоит из двух ступеней нагрузки током К и Кг.

Предполагается, что температура охлаждающей среды постоянна в течение 24 ч.

  1. Расчет продолжительности перегрузки КІ по заданному значению К.

При первом программном расчете с использованием алгоритма, прриведенного в разделе 5, следует определять сокращение срока службы L для режима (KU, Kzh).

Необходимо установить значение перегрузки рассчитать £i и для тех же периодов времени 4 та h. Полученное таким образом сокращение срока службы + Сг выше начального сокращения срока службы £і+ іг.

Неоходимо уменьшить /г до 4“ Д/(что влечет за собой изменение 4 до 4 +ДіО и рассчитать £i и Сг. В результате получают значение £'ниже предыдущего.

Такое действие следует повторять до тех пор, пока не будет получено С, равное или немного меньше L.

Значение 4, при котором получен этот результат, является допустимой продолжительностью перегрузки ІСг.

  1. Расчет значения КІ перегрузки продолжительностью 4 по заданным К и 4.

В данном случае метод расчета соответствует приведенному в 4.4.

Получают коэффициент а, на который умножают Кг.

5 БАЗОВЫЙ АЛГОРИТМ РАСЧЕТА «СОКРАЩЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ»

Алгоритм, приведенный на рисунке 3, может быть использован для облегчения выполнения расчетов сокращения срока службы на вычислительной машине (см. 4.4 и 4.5).

Рисунок 2 — Упрощенный график нагрузки для режима систематических нагрузок

за сутки и превышения средней температуры соответствующей обмотки

6 ОГРАНИЧЕНИЯ

  1. Для нормального режима систематических нагрузок токовая нагрузка не должна превышать 1,5 номинального значения.
  2. Температура наиболее нагретой точки не должна превышать предельное значение 0СС для каждой температуры изоляционной системы, приведенной в таблице 1.
  3. Не следует учитывать влияние потерь в стали на превышение температуры обмоток. Кроме того, напряжение выше номинального должно быть ограничено по ГОСТ 11677.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

7 ОСНОВА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ

  1. Типичный график нагрузки

На рисунке 2 приведен суточный (24 ч) график систематических нагрузок, где начальная нагрузка К = /і/£; за ней следует нагрузка Кг = kUr продолжительностью 4 ч; затем следует возвращение к первоначальной нагрузке Аидля оставшегося от 24 ч периода времени.

  1. Параметры графиков нагрузки

При построении графиков нагрузки для всех температур изоляционной системы приняты следующие значения:

А=0 В =0

вау= 10, 20, 30 °С (постоянная в течение 24 ч)

/7=1,6 для трансформаторов с естественным охлаждением Z= 1,25 Qd= 10 °С N = 2

X = 0,5 ч и 1,0 ч.

Рисунок 3, лист 2

8 ВЫБОР СООТВЕТСТВУЮЩЕГО ГРАФИКА НАГРУЗКИ

Для любого упрощенного, как описано в 7.1, графика нагрузки следует выбрать кривую нагрузки, соответствующую температуре изоляционной системы при определенных тепловой постоянной времени и температуре охлаждающей среды 6* по рисункам 5-16. Если значение 9а является промежуточным, то выбирают ближайшую кривую нагрузки или интерполируют между двумя ближайшими кривыми.

Пример 1. Определение допустимого тока нагрузки

Трансформатор мощностью 1000 кВ-А с естественным воздушным охлаждением АМ(с,Сз) температура изоляционной системы 155 °С, тепловая постоянная времени обмоток 0,5 ч, начальный ток нагрузки 722 А. Определить допустимый ток нагрузки продолжительностью 2 ч при температуре охлаждающей среды 20 °С (номинальный ток 1444 А)

722

1444

= 0,5,/р =2 4.

0а = 20 °С, К =

На рисунке М Кг = 1,23.

Отсюда допустимый ток нагрузки продолжительностью 2 ч равен 1776 А (затем снижается до 722 А на оставшийся от 24 ч период времени).

Пример 2. Определение номинальной мощности трансформатора для заданного режима

Выбрать трансформатор, нагрузка которого составляет 2020 А в течение 4 ч и 1444 А в течение остальных 20 ч при 0а =10 °С, температура изоляционной системы 155 °С, тепловая постоянная времени обмотки 0,5 ч

^ = ^ = 1,4 (рисунок 4).

14444

Из графика на рисунке 11 по прямой 4 = 4 ч и из соотношения Кг/К = 1,4 находят значение Кг= 1,175 и /г, = 0,84.

Стсюда эквивалентная постоянная нагрузка будет равна

= 1720 А.

20201444

1,1750,84

Следовательно, номинальная мощность трехфазного трансформатора со вторичным напряжением холостого хода 400 В будет равна

3 • 400 • 1720 Ю"3 =1192 кВ-А.

Принимать следует ближайшее большее значение нормированной мощности, например, 1250 кВ-А.

Рисунок 4 — Иллюстрация примера 2

tp = 0.5 ч

4 = 0,5 ч

-.^4 = 0,54

гост 30221-97 <МЭК 90S-87)

4 = 0.5 ч

4 = 0,5 ч

•<Ч'

гост 30221-97 (МЭК 905-87)

4 = 1.0 ч

tn = 0,5 ч

4 = 0.5 ч

4 = 0,5 ч

tp = 0,5 год

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)

Таблицы допустимых нагрузок с нормальным суточным сокращением срока службы

в таблицах А.1—А.72 приведены значения Кг и 4 для суточного двухступенчатого графика нагрузок (рисунок 2) при различных значениях К, рассчитанные в соответствии с приложением Д.

Таблицы рассчитаны для всех температур изоляционной системы, для температур охлаждающей среды -20, -10, О, 10, 20, 30 °С по данным 7.2 стандарта.

А.1 Температура изоляционной системы 105 °С

А.1.1 Тепловая постоянная времени обмотки 0,5 ч

Таблица А.1 - Є, = -20 °С

К

ч

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

0,5

1,50

1,50

1,50

1,50

1.50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1.0

1,50

1.50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

2,0

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

4,0

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

8,0

1,43

1,43

1,43

1,43

1,43

1,43

1,43

1,43

1,42

1,42

12,0

1,39

1,39

1,39

1,39

1,39

1,39

1,38

1,38

1,38

1,37

24,0

1,31

1,31

1,31

1,31

1,31

1,31

1,31

1,31

1,31

1,31

Таблица А.2 - 9, = -10 °С

К

ч

0,20

0,30 1

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

0.5

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1.0

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

2.0

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

4,0

1,46

1,46

1,46

1,45

1,45

1,45

1,45

1,44

1,43

1,41

8,0

1,37

1,37

1,36

1.36

1.36

1,36

1,36

1,36

1,35

1,33

12,0

1,32

1,32

1,32

1,32

1,32

1,32

1,31

1,31

1,31

1,29

24,0

1,23

1,23

1,23

1,23

1,23

1,23

1,23

1,23

1,23

1,23

Таблица А.З

-0,=

= 0°С

h

К

ч

0,20

0.30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1.10

0,5

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,0

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

1,50

2.0

1,49

1,49

1,49

1,49

1,49

1,49

1,49

1,48

1,46

1,39

4,0

1,39

1,39

1,39

1,38

1,38

1,38

1,37

1,37

1,35

1,30

8,0

1,29

1,29

1,29

1,29

1,29

1,29

1,29

1,28

1,27

1,23

12,0

1,25

1,25

1,24

1,24

1,24

1,24

1,24

1,24

1,23

1,20

24,0

1,16

1,16

1,16

1,16

1,16

1,16

1,16

1,16

1,16

1,16