Страница 6: ГОСТ 14209-97. ОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов (42373)

Относительный износ за период L (2) = 1,160 отн. ед.

Относительный износ за период L (3) = 0,266 отн. ед,

3 ТАБЛИЦЫ ДОПУСТИМЫХ НАГРУЗОК

3.1 Ограничения, принятые в таблицах допустимых нагрузок

В настоящей части приведены допустимые режимы нагрузок различных типов трансформаторов. Данные таблиц и рисунков 3.2-3.4 рассчитаны по формулам, приведенным в 2.4-2.6, и с использованием тепловых характеристик трансформатора (таблица 2).

Не следует ожидать высокой точности от кривых на рисунках и данных таблиц из-за принятых необходимых допущений:

а) суточное изменение нагрузки представлено упрощенным и двухступенчатым графиком (рисунок 4);

б) используемые при расчете тепловые характеристики (указанные в таблице 2) могут не соответствовать характеристикам рассматриваемого трансформатора;

в) температура охлаждающей среды за всю продолжительность графика нагрузки (24 ч) принимается постоянной;

г) нецелесообразно учитывать при расчете поправочный коэффициент на изменение сопротивления обмоток от температуры (2.4.3) в таблицах, в которых значения не зависят от температуры охлаждающей среды. Вместо него для трансформаторов с охлаждением OD этот поправочный коэффициент заменен следующим

(12)

Потребителям настоятельно рекомендуется делать свои собственные расчеты на основе более точных тепловых характеристик и использовать более реальный график нагрузки.

3.2 Метод преобразования реальных суточных графиков нагрузки в эквивалентные им суточные двухступенчатые прямоугольные графики

3.2.1 О пользовании руководством

Для того, чтобы пользоваться рисунками и таблицами, приведенными в 1.4 и 3.5, необходимо преобразовать суточный график нагрузки в упрощенный двухступенчатый в соответствии с рисунком 4. К1 и К2 - ступени нагрузки, где К2 - максимум нагрузки. Продолжительность максимума нагрузки - t часов. Методы определения этой продолжительности для прямоугольного графика нагрузки зависят от некоторых факторов; в 3.2.2, 3.2.3 и 3.2.4 приведены рекомендуемые методы для различных видов реальных графиков нагрузки.

Если эквивалентность двухступенчатого графика нагрузки вызывает сомнение, следует сделать несколько допущений и принять график с наибольшим запасом.

Пример упрощенного применения руководства по нагрузке силовых масляных трансформаторов приведено в приложении Е.

Рисунок 4 - Эквивалентный двухступенчатый график нагрузки

3.2.2 График нагрузки с одним максимумом

В этом случае значение t следует определять, как показано на рисунке 5.

Для участка графика нагрузки без максимума значение К1 определяют как среднее значение нагрузки без максимума.

Рисунок 5 - График нагрузки с одним максимумом

3.2.3 График нагрузки с двумя максимумами равной амплитуды, но различной продолжительности

При двух максимумах примерно равной амплитуды, но различной продолжительности значение t определяют для максимума большей продолжительности, а значение К1 должно соответствовать среднему значению оставшейся нагрузки.

Пример графика нагрузки представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 - График нагрузки с двумя максимумами равной амплитуды и различной продолжительности

3.2.4 График нагрузки с последовательными максимумами

Если график нагрузки состоит из нескольких последовательных максимумов, значение t принимают достаточной продолжительности, чтобы охватить все максимумы, а значение К1 должно соответствовать среднему значению оставшейся нагрузки, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7 - График нагрузки с последовательными максимумами

3.3 Нормальный продолжительный режим нагрузки

Если ток нагрузки в течение некоторого времени значительно не изменяется, допускается использовать постоянный эквивалентный ток нагрузки. Значения приемлемого коэффициента нагрузки К = К24 для продолжительного режима при различных температурах охлаждающей среды приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Допустимый коэффициент нагрузки для продолжительного режима K24 при различных температурах охлаждающей среды (охлаждение ONAN, ON, OF и OD)

3.4 Нормальные режимы систематических нагрузок

На рисунках, помещенных ниже, приведены сведения для четырех категорий трансформаторов и восьми значений температуры охлаждающей среды:

- распределительные трансформаторы с охлаждением ONAN - рисунок 9;

- трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением ON - рисунок 10;

- трансформаторы средней и большой мощности c охлаждением OF - рисунок 11;

- трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением OD - рисунок 12

Если температура охлаждающей среды находится в интервале между двумя значениями, следует выбрать ближайшее большее значение или проинтерполировать между двумя наиболее близкими значениями.

По графикам нагрузки можно определить допустимую перегрузку K2 при заданных продолжительности t перегрузки и начальной нагрузке K1

Эти графики нагрузки можно также использовать для выбора номинальной мощности трансформатора (с нормальным сроком службы) для заданного прямоугольного графика нагрузки, выраженного отношением K2/K1 принимая, что прикладываемые напряжения остаются постоянными. Для этого достаточно найти точку пересечения кривой, соответствующей продолжительности перегрузки K2 с прямой постоянного наклона K2/K1. Эту прямую определяют так: на оси ординат откладывают точки K2 = 1, на оси абсцисс - K1 = 1, затем соединяют их (см. приведенный ниже пример 2 и соответствующий рисунок 8).

Пример 1. Распределительный трансформатор мощностью 2 МВ·А с охлаждением ONAN, начальная нагрузка 1 МВ??А. Определить допустимую нагрузку продолжительностью 2 ч при температуре охлаждающей среды 20 °С, принимая напряжение неизменным

??а = 20 oC; K1 = 0,5; t = 2 ч

На рисунке 9 K2 = 1,56, однако в стандарте приведено предельное значение 1,5. Следовательно, допустимая нагрузка продолжительностью 2 ч равна 3 MB??А (затем снижается до 1 МВ??А).

Пример 2. Распределительный трансформатор с охлаждением ONAN должен эксплуатироваться каждый день с нагрузкой 1750 кВ??А в течение 8 ч и с нагрузкой 1000 кВ??А в течение остальных 16 ч при ??а = 20 °С

По графику, приведенному на рисунке 9, по прямой t = 8 и по отношению K1/K2, = 1,75 находят значения K2 = 1,15 и K1 = 0,66 (см. рисунок 8). Отсюда номинальная мощность трансформатора составляет

кВ·А

Рисунок 8 - Иллюстрация примера 2

Рисунок 9 - Распределительные трансформаторы с охлаждением ONAN

Допустимые режимы нагрузки с нормальным сокращением срока службы

Окончание рисунка 9

Рисунок 10 - Трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением ON.

Допустимые режимы нагрузки с нормальным сокращением срока службы

Окончание рисунка 10

Рисунок 11 - Трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением OF.

Допустимые режимы нагрузки с нормальным сокращением срока службы

Окончание рисунка 11

Рисунок 12 - Трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением OD

Допустимые режимы нагрузки с нормальным сокращением срока службы

Окончание рисунка 12

3.5 Режим аварийных перегрузок

Приведенные ниже таблицы предназначены для информирования потребителя о перегрузках, которые может выдержать трансформатор без превышения предельного значения температуры наиболее нагретой точки обмотки (таблица 1), а также о сокращении срока службы, вызываемом этими перегрузками, если тепловые характеристики трансформатора соответствуют приведенным в таблице 2. В 24 таблицах приведены значения для трансформаторов четырех категорий и шести значений t (от 0,5 до 24 ч):

распределительные трансформаторы с охлаждением ONAN - таблицы 7-12;

трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением ON - таблицы 13-18;

трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением OF - таблицы 19-24;

трансформаторы средней и большой мощности с охлаждением OD - таблицы 25-30.

С помощью этих таблиц можно проверить графики допустимых режимов нагрузки при различных значениях K1 и K2 для данной температуры охлаждающей среды и определить для данного случая сокращение срока службы (выражается в «нормальных» сутках, т. е, в эквивалентных сутках работы при номинальной мощности и температуре охлаждающей среды 20 °С).

Температура и суточное сокращение срока службы для этих аварийных режимов рассчитывались на основе циклического режима. Если реальная ситуация требует только односуточного аварийного режима, которому предшествуют и за которым следуют сутки с более низкой нагрузкой, то рассчитанные значения сокращения срока службы будут больше фактических и, таким образом, будут содержать определенный запас по износу.

Относительное сокращение срока службы приводится в таблицах с точностью до трех знаков. Такая точность может показаться неоправданней, но это облегчает построение графиков и выполнение интерполяции при условии, что полученные значения будут округлены по окончании расчетов.

Пример 1. Определить сокращение срока службы за сутки и температуру наиболее нагретой точки трансформатора средней мощности, работающего в следующих условиях:

Охлаждение OF, K1 = 0,8; K2 = 1,3; t = 8 ч; ??а = 30 °С.

По данным таблицы 23 V= 31,8; ????h = 121 °С для температуры охлаждающей среды 20 °С. Учитывая, что фактическая температура охлаждающей среды равна 30 °С, находим

L = 31,8 х 3,2 = 101,8 «нормальных» суток;

??h = 121 + 30 = 151 °С.

Температура наиболее нагретой точки превышает рекомендуемое предельное значение 140 °С. Этого режима нагрузки следует избегать.

В приложениях G-I приведены: уточненный метод преобразования реального графика нагрузки; дополнительные сведения по температуре охлаждающей среды, упрощенные таблицы аварийных перегрузок и допустимых систематических нагрузок, а также пример расчета температуры обмотки и относительного износа изоляции без применения ЭВМ.

Таблица 7 - Распределительные трансформаторы с охлаждением ONAN, t = 0,5 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