Страница 16: ГОСТ 14209-97. ОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов (42373)

Таблица 30 - Трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением OD, t = 24 ч. Допустимые нагрузки и соответствующее суточное сокращение срока службы (в «нормальных» сутках)

Для определения графика допустимой нагрузки, характеризуемого значениями K1 и K2 и расчета соответствующего сокращения срока службы необходимо:

Температура наиболее нагретой точки:

прибавить температуру охлаждающей среды к превышению температуры, приведенному в таблице. Если полученное значение температуры наиболее нагретой точки превышает предельное значение, приведенное в таблице 1, такой режим нагрузки недопустим

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ НОМИНАЛЬНЫЙ РЕЖИМ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ

Для трехфазных автотрансформаторов предельные значения полного сопротивления короткого замыкания и номинальной мощности относятся к эквивалентной мощности St = 100 МВ·А, двухобмоточных трансформаторов и максимальной номинальной мощности Sr = 200 MB·А с соответствующим полным сопротивлением короткого замыкания Zt уменьшающимся линейно между 0 и 100 МВ??А от 25 %до 15 %.

Для автотрансформаторов, кроме трехфазных, предельные значения типовой и номинальной мощности равны соответственно 33,3 МВ??А и 66,6 МВ??А на стержень с обмоткой.

Трехфазные автотрансформаторы

МВ·А; (А.1)

МВ·А; (А.2)

Автотрансформаторы с ограничением номинальной мощности на стержень

; (А.3)

; (A.4)

где U1 - высшее напряжение (основное ответвление);

U2 - низшее напряжение (основное ответвление);

Sr - номинальная мощность, МВ·А:

St - эквивалентная мощность, относящаяся к двухобмоточному трансформатору (преобразованная мощность), МВ·А;

zr - полное сопротивление короткого замыкания, соответствующее Sr, %;

zt - полное сопротивление короткого замыкания, соответствующее St, %;

W - количество стержней с обмоткой.

Номограмма к этим формулам с примерами приведена на рисунке А.1.

Примеры для трехфазных автотрансформаторов:

Пример 1. Sr = 120 МВ·А; U1 = 525 кВ; U2 = 161 кВ; zr = 10 %; St = 83,2 MB·A (<100);

zt = 14,42 % (<16,68).

Пример 2. Sr = 100 MB.A; U1 = 400 кВ; U2 = 220 кВ; zr = 9,5 %; St = 45,0 MB-A (<100);

zt = 21,11 % (>20,50).

Рисунок А.1 - Автотрансформаторы. Ограничения номинальной мощности Sr, и сопротивления короткого замыкания zr

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(рекомендуемое)

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕВЫШЕНИЯ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МАСЛА ОБМОТОК ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ НА НАГРЕВ

В.1 Для охлаждения ONAN и OFAN можно получить удовлетворительные кривые охлаждения. Для охлаждения воздухом и водой с принудительной циркуляцией в ГОСТ 3484.2 приведено следующее требование: «с отключением трансформатора от источника прекращают работу вентиляторов и водяных насосов, масляные насосы не отключают». Это может вызвать переходные тепловые процессы, которые искажают характеристики предполагаемой кривой охлаждения; наличие двух показательных экспоненциальных величин затрудняет экстраполирование к «нулю» и «бесконечности» для получения R2 и R’ (см. ГОСТ 3484.2, рисунок 8).

Чтобы свести к минимуму эти искажения кривой охлаждения (сопротивления) для всех видов охлаждения, необходимо в течение всей продолжительности кривой охлаждения поддерживать условия охлаждения такими же, как те, которые превалируют при испытании на нагрев. Для учета охлаждения трансформатора после отключения результаты испытания должны быть откорректированы следующим образом.

Используя постоянную времени (масла) трансформатора, определенную по приложению В.2, превышение средней температуры обмотки в каждой точке измерения сопротивления определяют по формулам

для меди; (В.1)

для алюминия, (В.2)

где Rt - сопротивление обмотки, измеренное в момент t после отключения;

Rs - сопротивление обмотки (охлажденной), измеренное при температуре ??RC’ °С;

??RC - температура обмотки при измерении RC’ °С;

??a - температура охлаждающей среды при отключении, °С;

t - время после отключения, мин;

??0 - постоянная времени (масла) трансформатора, полученная в основном по формулам (В.4), (В.5), (В.6) или по (В.8);

??w - постоянная времени обмотки.

Превышение средней температуры обмотки и превышение средней температуры масла обмотки в момент отключения определяют по ??Rt и t графически, как показано на рисунке 8 ГОСТ 3484.2.

(соответственно эквивалентные точки R2 и R’) или по формуле

??Rt = A + B Exp (-t/??w)

из регрессивного анализа (соответственно для t = 0 и t = ??). Этот процесс изображен на рисунке В.1.

В.2 Для всех видов охлаждения постоянную времени масла трансформатора определяют, поддерживая охлаждение неизменным в течение tмин (где t ?? 30 мин) и регистрируя превышение температуры масла (????0, ?????? или ????b) в момент отключения (t = 0) и в момент времени t после отключения.

Затем рассчитывают постоянную времени масла по формулам

мин; (В.4)

или мин; (B.5)

или мин; (B.6)

Если поддерживать охлаждение в течение не менее 30 мин после отключения невозможно, то постоянную времени (масла) трансформатора допускается определять по кривой превышения температуры масла при условии, что в период нагрева поддерживается постоянное значение потерь и условия охлаждения остаются неизменными. Такой график, приведенный на рисунке В.2, строят так: проводят кривую превышения температуры масла в верхних слоях ????о в зависимости от времени t под нагрузкой. На этой кривой отмечают фактические значения ????о и t для точек, составляющих приблизительно 0,6 и 0,95 отн. ед. от последней измеренной точки для получения соответственно t1, ????о1 и t3, ????о3. Третья точка t2, ????о2 определяется по кривой, где (t2 - t1) = (t3 - t2)

Окончательное превышение температуры масла в верхних слоях рассчитывают по формуле

(В.7)

а постоянную времени (в минутах) - по формуле

(B.8)

В.3 Пример определения средней температуры обмотки и средней температуры масла представлен на рисунках В.1 и В.2.

Рисунок В.1 - Определение превышения средней температуры обмотки, градиента и постоянной времени обмоток по кривой сопротивления при охлаждении

Рисунок В.2 - Определение действительной постоянной времени масла по кривой превышения температур

ПРИЛОЖЕНИЕ С

(обязательное)

СВЕДЕНИЯ, КОТОРЫЕ ПРЕДОСТАВЛЯЮТСЯ В ЗАПРОСАХ И ЗАКАЗАХ

В ГОСТ 11677 перечислены сведения, которые должны предоставляться во всех случаях и дополнительные сведения, которые могут потребоваться:

- особые условия охлаждения, например, температура охлаждающей среды, если она отличается от установленной для нормальных условий эксплуатации, или ограничение циркуляции охлаждающего воздуха;

- данные о предусмотренных режимах нагрузки (нагрузка выше номинальной).

Режим нагрузки трансформаторов может быть ограничен (кроме вводов, выводов, устройств переключения ответвлений обмоток и другого присоединенного оборудования) предельной температурой обмоток, а также предельной температурой элементов вне обмотки, имеющих малую тепловую постоянную времени.

При токах нагрузки выше номинального для предупреждения перегрева может возникнуть необходимость принимать при конструировании трансформатора специальные меры, например, предусмотреть увеличение размеров проводов на концах обмоток или электромагнитных экранов. Кроме того, определение размеров электромагнитных экранов для предотвращения их насыщения может потребовать дополнительных исследований.

Для обеспечения надежной работы при перегрузке трансформаторы большой мощности требуют более индивидуального подхода, чем трансформаторы малой мощности. Поэтому потребитель должен указать характеристики возможных перегрузок:

- рабочие характеристики, например, максимальный или эквивалентный ток нагрузки и его продолжительность, циклический режим работы, график нагрузки, в случае необходимости - упрощенный (начальное и максимальное значения тока нагрузки, а также его продолжительность),

- эквивалентную или среднюю температуру охлаждающей среды и диапазон ее изменения, соответствующий условиям работы;

- допустимую относительную скорость сокращения срока службы, соответствующую различным режимам нагрузки.

ПРИЛОЖЕНИЕ D

(рекомендуемое)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИНУСОИДАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Обычно температура охлаждающей среды изменяется в течение года и, более того, в течение суток. При внимательном рассмотрении накопленных в течение многих лет метеорологических данных видно, что температура охлаждающей среды изменяется по практически синусоидальной кривой. Поэтому при вычислении годового сокращения срока службы трансформатора значения температуры охлаждающей среды могут быть представлены двойной синусоидальной функцией с параметрами, приведенными на рисунке D.1. Максимальное значение В следует выбирать из значений В каждого месяца года (обычно максимальное значение В выбирают из самого жаркого месяца) и рассматривать его далее как постоянное значение. Основываясь на этом предположении, для расчета сокращения срока службы годовую температуру охлаждающей среды можно представить двойной синусоидальной функцией.

Допускается использовать соответствующие значения ??au, А, В, Bm, DX и ТХ, принятые для местности, где должен быть установлен выбранный трансформатор. Если есть возможность воспользоваться метеорологическими данными, накопленными в течение многих лет, следует использовать их для определения значений ??au, А, В, Bm и DX с помощью программы, представленной на рисунке D.2. Кроме того, если определено значение ТХ, температура охлаждающей среды в этой местности с учетом всех календарных дней в течение года может быть представлена двойной синусоидальной функцией. Данные для расчета параметров при синусоидальных изменениях приведены в таблице D.1.

Можно использовать упрощенный метод расчета значений А и В, если предположить, что износ изоляции возрастает экспоненциально с повышением температуры и соответственно только температура самого жаркого месяца является показательной.

В этом случае поступают так:

рассчитывают среднесуточную температуру самого жаркого месяца по формуле

(D.1)

рассчитывают среднегодовую температуру по формуле

(D.2)

рассчитывают А, В и Вm по формулам

A = ??ad(h) - ??ay; (D.3)

B = ??adm(h) - ??ad(h); (D.4)

Bт = ??adm(h) - ??ad(h); (D.5)

где ??ad - среднесуточная температура охлаждающей среды, °С.

Расшифровка остальных условных обозначений приведена в 2.7.5.

Пример такого упрощенного расчета приведен в таблице D.2.

Рисунок D.1 - Определение параметров при синусоидальном изменении температуры охлаждающей среды

Рисунок D.2 - Блок-схема программы машинного расчета параметров при синусоидальном изменении температуры охлаждающей среды

Продолжение рисунка D.2

Окончание рисунка D.2

Таблица D.1 - Данные для расчета параметров при синусоидальном изменении температуры