---

Начальную температуру наружного охлаждающего воздуха 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 как следует вентилируется и дополнительные нагрузоч­ные потери не влияют заметно на температуру наружного охлаждающего воздуха.

3 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

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;

j — целое число, обозначающее порядковый номер дня года (от 1 до 365);

Кх, K_N — 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 Д0_тг = Дбс/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 Д6_т = ДЄвс/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;

t_b— продолжительность заданного тока нагрузки Кх (4> 24 - /_р), ч;

4 — максимально допустимая продолжительность заданного тока нагрузки К₂, ч;

й, t₂t_nt_N — 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);

В — амплитуда суточного изменения температуры охлаждающей среды (предполагает­ся синусоидальное изменение);

/— ток нагрузки, А (любое значение);

4— 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;

L_an— расчетный годовой износ;

L_r — относительная скорость износа;

Л/— количество различных ежедневных периодов нагрузки;

Т — сумма отдельных периодов нагрузки t_k, 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;

ДЄ— превышение температуры, °С;

є — коэффициент точности определения температуры наиболее нагретой точки в нача­ле 24-часового периода;

0 — температура, °С;

0_arf— среднесуточная температура охлаждающей среды, °С;

е_ву— 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:

1. 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;

2. связать повышение температуры наиболее нагретой точки обмотки с увеличением скорости износа изоляции;

3. 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;

4. 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.

Таблица 1

1. величина Д0ил> может быть определена во время испытаний на нагрев с различными нагрузками К_п;

2. по формуле

AQwftn ⁼Z ‘ Д0и*г ’ ■ (1)

Для этого необходимо знать значения Z, и q.

Предпочтительно использовать, когда это возможно, значения ДО^, полученные в резуль­тате испытаний; таким образом исключается любая неточность подлинности коэффициента Z и неточность значения q. Опыт показывает, что в зависимости от типа трансформатора и уровня нагрузки, при которой он работает, q и Z принимают различные значения.

Примечание — Для некоторых конструкций обмотки определение 9^_л допускается производить только на образцах трансформатора.

По результатам испытаний можно провести кривую Дбил ^в ^(Л), которая может быть ис­пользована при определении каждого значения К_п, необходимого для расчета соответству- щего значения ДЄ^>_Л.

т — тепловая постоянная времени, ч;

Примечание — Следует учитывать обмотку с наименьшей постоянной времени;

Д0ИГ— превышение средней температуры обмотки при номинальной мощности;

Д0ИЙ = f(K) — превышение температуры наиболее нагретой точки в установившемся ре­жиме в зависимости от нагрузки.

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

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

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

Q_ai/ — среднесуточная температура охлаждающей среды, °С;

0_ву — среднегодовая температура охлаждающей среды, °С;

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

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

К, К₂К_п, /G—участки режимов нагрузки;

А, 4,..., t_n, t_N — продолжительность участка режима нагрузки, ч;

N— количество режимов нагрузки.

t

А0^ = А0^¹ + (Д0^_п - ДО^’)(1 - е“), (2)

или £

⁺ ’ , (3)

где A0_w/,_n следует получать из формулы

А0И7/777 ~ ' Кп (4)

или из соотношения A0_w/)=f(K), установленного в результате испытаний.

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

^[A0^₊Ssin^(T₊f)₊e,_d-e_c]

L_n= J e^{0d 24}dt, (э)

77—1 T

где T=Yt_k.

Годовое сокращение срока службы следует определять по сумме суточных сокраще­ний срока службы в течение 365 дней при нагрузках продолжительностью А до fa

!

(6)

-ап

Это значение сравнивают с нормальным сокращением срока службы за один год

Іп2

. л л Л/-Ч- ■т“(Д6»йг+20-9е) су'

Lнормальное = 24 х 365 х e^0tf , И)

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

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 L_R для начального графи­ка нагрузки следует рассчитывать по программе, основанной на алгоритме, приведенном в разделе 5.

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

Для этого выполняют расчет со значениями КІ, Кг K_N, равными неизменным а.К,

аК₂aK_N ти А, А/. Коэффициент-множитель а должен быть немного больше единицы