Расчетная тепловая постоянная времени трансформатора что это

Расчетная тепловая постоянная времени трансформатора что это

ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ МАСЛЯНЫЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

General-purpose oil-immersed power transformers. Permissible loads

Дата введения 1985-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР

И.Д.Воеводин, О.И.Сисуненко, Б.С.Тимченко

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31.01.85 N 236

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3916-82 и публикации МЭК 354-72*

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Вводная часть, приложение 4

6. Ограничение срока действия снято Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 27.06.91 N 1076 (ИУС 10-91)

7. Издание (июнь 2009 г.) с Изменением N 1, утвержденным в феврале 1988 г. (ИУС 5-88)

Настоящий стандарт устанавливает допустимые нагрузки силовых масляных трансформаторов общего назначения мощностью до 100000 кВА включительно с видами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц, соответствующие ГОСТ 11677.

Стандарт не распространяется на трансформаторы с направленным потоком масла в обмотках.

Стандарт устанавливает метод расчета допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок по задаваемым исходным данным, а также нормы таких нагрузок и перегрузок для суточного графика нагрузки трансформаторов с учетом температуры охлаждающей среды.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3916-82 в части метода расчета допустимых нагрузок и перегрузок трансформаторов и Публикации МЭК 354 (1972) в части метода расчета допустимых нагрузок и перегрузок трансформаторов по суточным двухступенчатым прямоугольным графикам нагрузки.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Значение и продолжительность допустимых нагрузок и перегрузок трансформаторов, а также расчетный износ витковой изоляции обмоток при аварийных перегрузках следует определять для прямоугольных двухступенчатых или многоступенчатых графиков нагрузки, в которые необходимо преобразовать исходные графики нагрузки в соответствии с приложением 1.

Параметры исходного графика нагрузки определяются по данным средств измерений, которыми оснащены трансформаторы, либо по результатам периодических измерений, предусмотренных «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей».

Нагрузка трансформатора свыше его номинальной мощности допускается только при исправной и полностью включенной системе охлаждения трансформатора.

1.2. Допустимые систематические нагрузки не вызывают сокращения нормируемого срока службы трансформатора, так как за продолжительность графика нагрузки обеспечивается нормальный или пониженный против нормального расчетный износ изоляции.

1.3. Допустимые аварийные перегрузки вызывают повышенный по сравнению с нормальным расчетный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению нормированного срока службы трансформатора, если повышенный износ впоследствии не компенсирован нагрузками с износом витковой изоляции ниже нормального.

1.4. При определении допустимых систематических нагрузок температуру охлаждающей среды за продолжительность графика нагрузки или за весь период повторения графика следует принимать равной среднему значению, если при этом температура положительна и ее изменение не превышает 12°С. При изменении температуры охлаждающей среды, превышающем 12°С, или при отрицательных значениях температуры охлаждающего воздуха необходимо использовать эквивалентное значение температуры, рассчитываемое в соответствии с приложением 2.

При определении допустимых аварийных перегрузок температуру охлаждающей среды принимают по ее измеренным значениям во время возникновения аварийной перегрузки. Допускается при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий и других объектов выбирать мощность трансформаторов по условиям аварийных перегрузок по табл.2 приложения 3. Нормы, указанные в табл.2 приложения 3, определены для предшествующей нагрузки, не превышающей 0,8 от номинальной.

1.5. При неравномерной нагрузке трансформатора по фазам допустимые нагрузки и перегрузки следует определять для наиболее нагруженной фазы обмотки.

1.6. Для трехобмоточных трансформаторов допустимые нагрузки и перегрузки следует определять для наиболее нагруженной обмотки.

1.7. Допустимые нагрузки и перегрузки трансформаторов с видом охлаждения Д при отключенных вентиляторах следует определять, исходя из номинальной мощности таких трансформаторов с видом охлаждения М.

1.8. Для трансформаторов с расщепленной обмоткой допускаются те же перегрузки, отнесенные к номинальной мощности каждой ветви, что и для трансформаторов с нерасщепленной обмоткой. Допускаются дополнительные перегрузки одной ветви за счет недогрузки другой, если об этом имеются указания в технической документации.

1.9. Допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки, как и износ витковой изоляции при аварийных перегрузках трансформаторов, для суточного двухступенчатого прямоугольного графика нагрузки следует определять по табл.1-16 и табл.1-19 приложения 8.

При необходимости определения максимальных допустимых нагрузок и перегрузок с повышенной точностью по измеренным значениям параметров трансформатора, а также при суточных повторяющихся двухступенчатых графиках с продолжительностью максимума нагрузки свыше 12 ч или при графиках нагрузки с циклом повторения, не равным суткам, как и при всех видах многоступенчатых графиков нагрузки, следует пользоваться методом расчета, приведенным в разд.2. В случае определения максимально допустимых аварийных перегрузок расчетом необходимо дополнительно учитывать требования п.4.5.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.10. Допускается использование норм допустимых нагрузок и перегрузок, отличающихся от указанных в п.1.9, но при обязательном условии, чтобы в этих нормах значения допустимых перегрузок и их продолжительности при прочих равных условиях не превышали бы значений, полученных расчетом по методу, приведенному в разд.2, с использованием при этом одних и тех же исходных данных и ограничений. Пример таких норм приведен в приложении 3.

При выборе мощности трансформаторов систем электроснабжения промышленных предприятий и других объектов допускается использование норм допустимых перегрузок по табл.2 приложения 3.

1.11. Максимальные значения допустимых нагрузок и перегрузок, рассчитываемых для обмоток трансформаторов, не должны ограничиваться нагрузочными характеристиками таких комплектующих трансформаторы изделий, как вводы, устройства переключения отводов обмоток, встроенных трансформаторов тока и измерителей температуры масла.

2. РАСЧЕТ ДОПУСТИМЫХ НАГРУЗОК, ПЕРЕГРУЗОК И ИЗНОСА ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК

2.1. Исходные данные для расчета и их условные обозначения

2.1.1. Исходные данные номинального режима:

— потери короткого замыкания, Вт;

— потери холостого хода, Вт;

— отношение потерь короткого замыкания к потерям холостого хода;

— превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды, °С;

— превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой охлаждающей среды, °С;

— превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях, °С;

— тепловая постоянная времени трансформатора, ч, при неизвестном ее значении допускается принимать по приложению 4;

— тепловая постоянная времени обмотки, ч.

2.1.2. Определяемые и другие принятые данные для расчета допустимых нагрузок и перегрузок:

— температура охлаждающей среды, °С;

— температура наиболее нагретой точки обмотки, °С;

— температура масла в верхних слоях, °С;

— превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой охлаждающей среды, °С;

— превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды, °С;

— превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях, °С;

— мощность нагрузки, кВА; определяется в соответствии с приложением 1;

— ток нагрузки, А; определяется в соответствии с приложением 1;

— подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при нагрузке ;

— подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при нагрузке или перегрузке ;

— продолжительность графика нагрузки в единицах времени; для суточного графика, ч;

— продолжительность нагрузки на двухступенчатом суточном графике нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий значение величины в момент окончания продолжительности ;

— интервал времени на продолжительности графика нагрузки, в единицах времени; для суточных графиков нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий величину в момент окончания интервала времени ;

— мгновенное значение времени на продолжительности графика нагрузки, в единицах времени; для суточных графиков нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий значение величины в данный момент времени;

— функциональная зависимость величины от времени;

Источник

ElectronicsBlog

Обучающие статьи по электронике

Тепловой режим трансформатора. Часть 1

Всем доброго времени суток! Работа реального трансформатора, как любого неидеального устройства сопровождается потерями мощности, которые выделяются в виде тепла и нагревают трансформатор. Чрезмерный нагрев приводит к ускоренному выходу трансформатора из строя. Поэтому необходимо достаточно точно определять температуру нагрева и правильно оценивать температурный режим. Тема тепловых расчетов достаточно объёмная, поэтому разделена на две части.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Основные сведения о нагреве трансформатора

Преобразование энергии в трансформаторе сопровождается потерями мощности ∆p, которые выделяются в виде тепла и приводят к нагреву трансформатора. Потери в трансформаторах малой мощности, в основном, определяются двумя факторами: потери мощности в сердечнике ∆p_с и потери мощности в проводах катушки ∆p_k. Они определяют степень нагрева трансформатора. По мере повышения температуры трансформатора t_p по сравнению с температурой окружающей среды t_c происходит отдача тепла трансформатора в окружающую среду. Разностью между этими температурами называется перегрев (превышение температур) τ

Перенос тепла от трансформатора в окружающую среду – теплообмен, происходит под действием трёх факторов: конвекция, лучеиспускание и теплопроводность. Он происходит тем интенсивнее, чем больше перегрев τ. Через некоторое время наступает тепловое равновесие, то есть равенство мощностей, выделяемых трансформатором и отводимых во внешнюю среду. Время нагрева трансформатора зависит от его массы и составляет от нескольких минут до нескольких часов.

Для тепловых расчётов часто используют тепловую постоянную нагрева Т, которая примерно равна четвертой части от полного времени нагрева. Данная величина нужна для тепловых расчётов трансформаторов работающих в повторно-кратковременных и импульсных режимах работы.

Максимально возможная температура трансформатора t_p при расчетах ограниченна в первую очередь классом изоляции, а температура окружающей среды t_c – условиями эксплуатации. Таким образом, они однозначно определяют величину допустимого перегрева τ. Данный параметр является основным при тепловых расчётах трансформатора и полностью определяется параметрами трансформатора.

Температурные режимы трансформатора

В трансформаторах малой мощности до 1 кВт основной перегрев происходит за счет нагрева его катушек. Однако их нагрев не равномерен по всему объёму, вследствие множества причин. Точка с максимальным перегревом может занимать различное положение в катушке в зависимости от конструкции, режима работы и расположения трансформатора. Разница температур между этой точкой и перегревом поверхности (среднеобъёмный перегрев) называется внутренним перепадом температур в катушке τ_В.. Данная разница температур возникает из-за прохождения теплового потока сквозь толщу катушки в процессе теплообмена с окружающей средой.

В общем случае распространение тепла происходит в трёх направлениях, но наибольшее искажение теплового поля (изменение перегрева) происходит в направлении от сердечника к краю катушки. Кривые перегрева в таком поле для двух принципиальных режимов работы показаны на рисунке ниже

Температурный разрез катушки трансформатора для двух режимов работы.

Рассмотрим обозначения на данном рисунке. Г – граница между несущим стержнем сердечника и катушкой (гильзой), п – поверхность катушки, 1 – 2 – граница раздела первичной и вторичной обмоток, 1 – средняя часть первичной обмотки, l_x – текущая координата вдоль толщины обмотки.

Первый режим соответствует случаю, когда всё тепло от сердечника или его часть проходит сквозь катушку и далее через ее поверхность в окружающую среду. В данном режиме работают трансформаторы, сердечник которых не имеет открытых поверхностей, непосредственно соприкасающихся с окружающей средой (тороидальный трансформаторы или трансформаторы залитые компаундом вместе с сердечником) и трансформаторы, у которых потери в сердечнике близки или превышают потери в катушках (большинство трансформаторов повышенной и высокой частоты).

Второй режим соответствует случаю, когда часть тепла проходит сквозь сердечник в окружающую среду, то есть для трансформаторов имеющих открытые поверхности сердечника, а также имеющие потери в сердечнике меньше потерь в катушках (стержневые и броневые трансформаторы и большинство трансформаторов нормальной частоты).

Для расчета тепловых режимов трансформаторов используют несколько параметров: коэффициент теплоотдачи α и коэффициент теплопроводности λ.

Как рассчитать коэффициент теплоотдачи?

Коэффициент теплоотдачи α является ключевым при тепловых расчетах. Он зависит от множества факторов. В общем случае он зависит от трёх физических процессов: конвекции, излучение и теплопроводности охлаждающего вещества. Последний процесс относится к твёрдым веществам, поэтому он практически не влияет на охлаждение трансформатора. Поэтому коэффициент теплоотдачи с поверхности трансформатора определяется следующим выражением

где α_кв – коэффициент теплоотдачи конвекцией,

α_л – коэффициент теплоотдачи излучением.

Свободное движение воздуха, в качестве охлаждающего вещества, обусловлено разной плотностью нагретых и холодных масс. Теплый воздух под действием подъёмной силы поднимается вверх, а на его место поступает холодный. В процессе происходит сложное движение, где сталкиваются восходящие и нисходящие потоки, которое приводит к теплообмену, как в самом воздухе, так и между нагретым телом и средой. Такое свободное движение называется естественной или тепловой конвекцией.

В большинстве случаев для трансформаторов малой мощности, кроме маломощных (до 1 Вт) и большой мощности (больше нескольких кВт), а также кроме плоских трансформаторов, коэффициент теплоотдачи конвекцией α_кв определяется следующим выражением

где t – температура трансформатора,

t_c – температура окружающей среды,

h – высота трансформатора в вертикальной проекции,

А_α – коэффициент, характеризующий физические параметры среды.

Коэффициент А_α имеет достаточно сложную зависимость от нескольких параметров, поэтому можно воспользоваться его зависимостью от средней температуры t_ср трансформатора t и среды t_с

где τ – перегрев трансформатора.

При естественной конвекции, большая часть тепловой энергии трансформатора рассеивается в окружающую среду излучением. При этом излучение может происходить как в неограниченном пространстве, так и внутри ограниченной среды. В связи с этим коэффициент теплоотдачи излучением α_л зависит от абсолютной температуры трансформатора и окружающей среды и разности данных температур, степенью их черноты и коэффициентом облученности.

где ε_s – приведённая степень черноты, для трансформатора ε_s ≈ 0,9,

φ_sa – коэффициент облученности, для трансформатора без рёбер охлаждения φ_sa = 1,

С учетом этого выражение для коэффициента теплоотдачи излучением будет иметь вид

Таким образом, суммарный коэффициент теплоотдачи трансформатора малой мощности составит

где А_α – коэффициент, характеризующий физические параметры среды, см. выше,

t – температура трансформатора, °С

t_c – температура окружающей среды, °С

h – высота трансформатора в вертикальной проекции, м.

Как рассчитать коэффициент теплопроводности трансформатора?

Кроме теплоотдачи, при расчёте трансформаторов, возникает вопрос о теплопроводности трансформатора и характере его температурного поля. Трансформатор является достаточно сложной системой тел с различными тепловыми свойствами (провода, изоляция, воздушные включения), поэтому распределение температуры в нем имеет сложный характер. Однако различие в перепаде температур для инженерных расчётов обычно лежат за пределами необходимой точности.

Поэтому можно принять допущения, что активные потери равномерно распределены по всему объёму катушки, а её теплопроводность одинакова во всех точках. Таким образом, можно заменить реальный трансформатор однородным телом такой же формы и размеров с теми же условиями теплообмена. Рассмотрим порядок расчета коэффициента теплопроводности λ.

Как известно, существует два основных способа укладки витков катушки: рядовая или «квадратурная» и шахматная или «гексагональная» изображенная на рисунке ниже

Укладка витков катушки: рядовая (слева) и шахматная (справа).

Способ укладки витков влияет на объем воздуха или компаунда между проводами обмотки, что имеет значительное влияние на коэффициент теплопроводности. Поэтому необходимо вычислить эквивалентную толщину 2b участка заполненного воздухом или компаундом:

— для рядовой укладки витков

— для шахматной укладки витков

где d – диаметр провода без изоляции,

d₁ – диаметр провода с изоляцией.

Тогда коэффициент теплопроводности изоляции λ_и составит

где δ – толщина изоляции обмоточного провода,

2b – эквивалентная толщина участка заполненного воздухом или компаундом,

∆ — толщина межслоевой изоляции,

λ₁ – коэффициент теплопроводности изоляции обмоточного провода,

λ₂ – коэффициент теплопроводности воздуха или компаунда, заполняющего полости между проводами,

λ₃ – коэффициент теплопроводности межслоевой изоляции.

Последним действием является нахождение коэффициента теплопроводности катушки трансформатора λ.

где k_ш – коэффициент распределения теплового потока для шахматной укладки витков обмотки,

k_р – коэффициент распределения теплового потока для рядовой укладки витков обмотки.

Данные коэффициенты могут быть найдены по графику ниже

Зависимости коэффициентов распределение теплового потока k_ш и k_р в зависимости от отношения диаметров обмоточного провода без изоляции и с изоляцией.

Стоить отметить, что выше написанные выражения соответствуют идеальной укладки проводов обмотки. В реальности коэффициент теплопроводности получается ниже (порядка 5%).

В следующей статье я расскажу об особенностях теплового режима различных типов трансформаторов и об инженерном расчете температурных параметров трансформаторов.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Источник

Расчет и выбор силового трансформатора по мощности и количеству

Расчетный срок службы трансформатора обеспечивается при соблюдений условий:

При проектировании, строительстве, пуске и эксплуатации эти условия никогда не выполняются (что и определяет ценологическаятеория).

Определение номинальной мощности трансформатора

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора (автотрансформатора) необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузки данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки.

График позволяет судить, соответствуют ли эксплуатационные условия загрузки теоретическому сроку службы (обычно 20…25 лет), определяемому заводом изготовителем.

Для относительного срока службы изоляции и (или) для относительного износа изоляции пользуются выражением, определяющим экспоненциальные зависимости от температуры. Относительный износ L показывает, во сколько раз износ изоляции при данной температуре больше или меньше износа при номинальной температуре. Износ изоляции за время оценивают по числу отжитых часов или суток: Н=Li.

В общем случае, когда температура изоляции не остается постоянной во времени, износ изоляции определяется интегралом:

В частности, среднесуточный износ изоляции:

Влияние температуры изоляции определяет, сколько часов с данной температурой может работать изоляция при условии, что ееизнос будет равен нормированному износу за сутки:

При температуре меньше 80°С износ изоляции ничтожен и им можно пренебречь. Температура охлаждающей среды, как правило, не равна номинальной температуре и, кроме того, изменяется во времени. В связи с этим для упрощения расчетов используют эквивалентную температуру охлаждающей среды, под которой понимают такую неизменную за расчетный период температуру, при которой износ изоляции трансформатора будет таким же, как и при изменяющейся температуре охлаждающей среды в тот же период.

Допускается принимать эквивалентную температуру за несколько месяцев или год равной среднемесячным температурам или определять эквивалентные температуры по специальным графикам зависимости эквивалентных месячных температур от среднемесячных и среднегодовых, эквивалентных летних (апрель—август), осенне-зимних (сентябрь—март) и годовых температур от среднегодовых.

Если при выборе номинальной мощности трансформатора на однотрансформаторной подстанции исходить из условия

(где Рмах — максимальная активная нагрузка пятого года эксплуатации; Рр — проектная расчетная мощность подстанции), то при графике с кратковременным пиком нагрузки (0,5… 1,0 ч) трансформатор будет длительное время работать с недогрузкой. При этом неизбежно завышение номинальной мощности трансформатора и, следовательно, завышение установленной мощности подстанции.

В ряде случаев выгоднее выбирать номинальную мощность трансформатора близкой к максимальной нагрузке достаточной продолжительности с полным использованием его перегрузочной способности с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

Режимы работы трансформатора

Наиболее экономичной работа трансформатора по ежегодным издержкам и потерям будет в случае, когда в часы максимума он работает с перегрузкой (эксплуатация же стремится работать в режимах, когда в часы максимума загрузки данного трансформатора он не превышает свою номинальную мощность). В реальных условиях значение допустимой нагрузки выбирается в соответствии с графиком нагрузки и коэффициентом начальной нагрузки и зависит также от температуры окружающей среды, при которой работает трансформатор.

Коэффициент нагрузки, или коэффициент заполнения суточного графика нагрузки, практически всегда меньше единицы:

В зависимости от характера суточного графика нагрузки (коэффициента начальной загрузки и длительности максимума), эквивалентной температуры окружающей среды, постоянной времени трансформатора и вида его охлаждения согласно ГОСТ допускаются систематические перегрузки трансформаторов.

Перегрузки силовых трансформаторов

Перегрузки определяются преобразованием заданного графика нагрузки в эквивалентный в тепловом отношении (рис. 3.5). Допустимая нагрузка трансформатора зависит от начальной нагрузки, максимума нагрузки и его продолжительности и характеризуется коэффициентом превышения нагрузки:

Допустимые систематические перегрузки трансформаторов определяются из графиков нагрузочной способности трансформаторов, задаваемых таблично или графически. Коэффициент перегрузки передается в зависимости от среднегодовой температуры воздуха /сп вида охлаждения и мощности трансформаторов, коэффициента начальной нагрузки кн н и продолжительности двухчасового эквивалентного максимума нагрузки tmах.

Для других значений tmax допустимый можно определить по кривым нагрузочной способности трансформатора.

Если максимум графика нагрузки в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимнее время допускается длительная 1%я перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 %. Суммарная систематическая перегрузка трансформатора не должна превышать 150 %. При отсутствии систематических перегрузок допускается длительная нагрузка трансформаторов током на 5 % выше номинального при условии, что напряжение каждой из обмоток не будет превышать номинальное.

На трансформаторах допускается повышение напряжения сверх номинального: длительно — на 5 % при нагрузке не выше номинальной и на 10% при нагрузке не выше 0,25 номинальной; кратковременно (до 6 ч в сутки) — на 10 % при нагрузке не выше номинальной.

Дополнительные перегрузки одной ветви за счет длительной недогрузки другой допускаются в соответствии с указаниями заводом — изготовителя. Так, трехфазные трансформаторы с расщепленной обмоткой 110 кВ мощностью 20, 40 и 63 М ВА допускают следующие относительные нагрузки: при нагрузке одной ветви обмотки 1,2; 1,07; 1,05 и 1,03 нагрузки другой ветви должны составлять соответственно 0; 0,7; 0,8 и 0,9.

Расчет номинальной мощности трансформатора

Номинальная мощность, MB • А, трансформатора на подстанции с числом трансформаторов п > 1 в общем виде определяется из выражения

Для сетевых подстанций, где примерно до 25 % потребителей из числа малоответственных в аварийном режиме может быть отключено, обычно принимается равным 0,75…0,85. При отсутствии потребителей III категории К 1-2 = 1 Для производств (потребителей) 1й и особой группы известны проектные решения, ориентирующиеся на 50%ю загрузку трансформаторов.

Рекомендуется широкое применение складского и передвижного резерва трансформаторов, причем при аварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов на 40 % на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 сут.

При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформаторов кн в условиях его перегрузки должен быть не более 0,75, а коэффициент начальной нагрузки кпн — не более 0,93.

Так как К1-2 1 их отношение К = К 1-2 / К пер. всегда меньше единицы и характеризует собой ту резервную мощность, которая заложена в трансформаторе при выборе его номинальной мощности. Чем это отношение меньше, тем меньше будет закладываемый в трансформаторы резерв установленной мощности и тем более эффективным будет использование трансформаторной мощности с учетом перегрузки.

Завышение коэффициента к приводит к завышению суммарной установленной мощности трансформаторов на подстанции.

Уменьшение коэффициента возможно лишь до такого значения, которое с учетом перегрузочной способности трансформатора и возможности отключения неответственных потребителей позволит покрыть основную нагрузку одним оставшимся в работе трансформатором при аварийном выходе из строя второго трансформатора.

Таким образом, для двухтрансформаторной подстанции

В настоящее время существует практика выбора номинальной мощности трансформатора для двух трансформаторной подстанции с учетом значения к = 0,7, т.е.

Формально выражение (3.14) выглядит ошибочно: действительно, единица измерения активной мощности — Вт; полной (кажущейся) мощности — ВА. Есть различия и в физической интерпретации S и Р. Но следует подразумевать, что осуществляется компенсация реактивной мощности на шинах подстанции 5УР, ЗУР и что коэффициент мощности cos ф находится в диапазоне 0,92… 0,95.

Тогда ошибка, связанная с упрощением выражения (3.13) до (3.14), не превышает инженерную ошибку 10%, которая включает в себя и приблизительность значения 0,7, и ошибку в определении фиксированного Рмах

Таким образом, суммарная установленная мощность двухтрансформаторной подстанции

При этом значении к в аварийном режиме обеспечивается сохранение около 98 % Рмах без отключения неответственных потребителей. Однако, учитывая принципиально высокую надежность трансформаторов, можно считать вполне допустимым отключение в редких аварийных режимах какойто части неответственных потребителей.

При двух и более установленных на подстанции трансформаторах при аварии с одним из параллельно работающих трансформаторов оставшиеся в работе трансформаторы принимают на себя его нагрузку. Эти аварийные перегрузки не зависят от предшествовавшего режима работы трансформатора, являются кратковременными и используются для обеспечения прохождения максимума нагрузки.

Далее приведены значения кратковременных перегрузок масляных трансформаторов с системами охлаждения М, Д, ДЦ, Ц сверх номинального тока (независимо от длительности предшествующей нагрузки, температуры окружающей среды и места установки).

Аварийные перегрузки масляных трансформаторов со всеми видами охлаждения:

Для трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов указанные перегрузки относятся к наиболее нагруженной обмотке.

Источник