Какое время допускается работать пэс с перегрузкой

Перегрузка силовых трансформаторов по нормам

В данной статье представлена нормативно-техническая документация (ПТЭ П, ПТЭ ЭСС, ГОСТ 14209-85, СТО 56947007-29.180.01.116-2012 и т.д.), на основании которой определяются допустимые перегрузки трансформаторов.

1. Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

2. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах [5.3.15 ПТЭ ЭСиС], [п. 2.1.21 ПТЭ П]:

п. 2.1.21 ПТЭ П

3. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

В соответствии с Приложением №1 «Методических указаний по определению степени загрузки вводимых после строительства объектов электросетевого хозяйства»(утв. Приказом Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г):

Допустимые аварийные перегрузки для силовых (авто-) трансформаторов различной системы охлаждения в зависимости от температуры (°С) охлаждающей среды (в долях от номинального тока)

Какое время допускается работать пэс с перегрузкой

При назначении оптимальных режимов ПЭС должны быть учтены следующие ограничения, накладываемые на ее режим техническими характеристиками оборудования и сооружений.

1. Уровень воды в бассейне z не должен быть выше максимального (НПУ) и ниже минимального (УМО) уровней

2. Расход воды через агрегаты ПЭС в турбинных и насосных режимах не может быть больше некоторого максимального для данного напора значения

фпэс ^ Qnac макс (Япэс).

Это ограничение вызвано двумя причинами: во-первых, максимальной мощностью генератора в турбинных и насосных режимах (линии ограничения по генератору), и, во-вторых, ограничением по пропускной способности турбины.

3. Расход воды через водопропускные отверстия не может быть больше некоторого максимального для данного напора расхода, пропускаемого при их полном открытии. Такое же ограничение имеется и при работе агрегатов в режиме холостого пропуска. В этом случае расход воды через агрегат ограничен максимальным расходом, который может быть пропущен через него при данном напоре и полном открытии регулирующих органов турбины

4. Агрегат ПЭС в турбинных режимах не может работать при напорах меньше некоторого минимального и больше максимального

5. Для насосных режимов существует максимальная высота подачи и глубина откачки

6. Существуют также максимальные напоры, при которых допускается маневрирование затворами водопропускных отверстий. Это ограничение вызвано максимальным усилием приводов затворов

7. Агрегаты ПЭС в режиме холостого пропуска через турбинный тракт могут работать лишь при напорах, меньших некоторого максимального, холостом пропуске

8. Расход через створ ПЭС не может превышать некоторого максимального значения. Это ограничение может быть задано из условий нераз- мываемости крепления бьефов или может определяться условиями судоходства

9. Скорость изменения уровня бассейна не должна превышать по условиям судоходства некоторого максимального значения

10. Мощность ПЭС в каждый данный момент времени не может превышать некоторого максимального значения и быть ниже некоторого минимального

Когда к режиму ПЭС не предъявляется требование гарантированного участия в покрытии пика графика нагрузки, NMaKC и NMm есть сумма максимальных мощностей всех располагаемых к работе агрегатов соответственно в турбинных и насосных режимах. Следует учесть, что мощность, потребляемая в насосных режимах, имеет знак минус, а генерируемая в турбинных режимах — знак плюс. В этом случае все перечисленные ограничения зависят только от выбора режима работы ПЭС и потому принципиально всегда могут быть выполнены.

Иное положение имеет место при работе ПЭС в пиковом режиме на заданный гарантированный график нагрузки. В этом случае значение Л^мин в некоторые моменты времени имеет отрицательный знак и задает максимально допустимую потребляемую из энергосистемы мощность ПЭС в насосных режимах. В такие моменты времени ограничение может быть выполнено всегда, поскольку всегда можно снизить нагрузку генераторов ПЭС в двигательном режиме до любого значения (в пределе до нуля).

В те моменты времени, когда ПЭС должна обеспечивать заданное участие в покрытии пика графика нагрузки, #мин имеет положительный знак и задает минимально допустимую генерируемую мощность ПЭС. В эти моменты времени выполнения ограничения можно добиться не всегда, а только тогда, когда на ПЭС имеется достаточный напор, необходимый для генерирования мощности не ниже заданной.

Таким образом, при оптимизации пикового режима работы ПЭС может не существовать даже допустимого режима, т. е. такого режима, в котором выполняются все ограничения. Это обстоятельство определяет существенные отличия в методике расчета базисных и пиковых режимов ПЭС.

Смотрите также:

Построенные приливные электростанции во Франции, России, Китае доказывают, что приливную электроэнергию можно производить в промышленных масштабах.

Помимо гидроэлектростанций строят еще и г и д р о а к к у м у л и р у ю щ и е электростанции (ГАЭС) и приливные электростанции (ПЭС).

В мире эксплуатируются несколько экспериментальных приливных электростанций (ПЭС). У нас в стране на побережье Баринцева моря с 1968 г. работает Кислогубская ПЭС.

ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ. Тип или марка Мощность станции (ква) Напряжение (в) Тип генератора Тип двигателя Вес (т). ЖЭС-9 9 230 СГС-6,25 Л-12 0,35.

. гидроаккумули-рующие и приливные), атомные электростанции; ветроэлектростанции (см. Ветроэнергетическая установка), геотермические электростанции и электростанции с.

Вошла в строй Кислогубская ПЭС на Баренцевом море.
Именно на ее примере была предпринята попытка преодолеть «барьер стоимости» приливных электростанций.

. электрические станции (тепловые электростанции, гидроэлектрические станции, гидроаккумулирующие электростанции,атомные электростанции, приливные.

Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие и приливные электростанции. Отдельные ГЭС или каскады ГЭС, как правило, работают в энергосистеме.

Какое время допускается работать пэс с перегрузкой

При эксплуатации силовых трансформаторов приходится в отдельные часы суток перегружать их так, чтобы за счет недогрузки в другие часы обеспечить суточный износ изоляции обмоток от перегрева не выше того износа, который отвечает номинальному режиму работы трансформатора, поскольку изменение температуры изоляции на 6 °С вызывает изменение срока службы ее вдвое.

Длительность t ежедневно допустимой систематической перегрузки трансформатора , оцениваемой коэффициентом превышения нагрузки K2 , зависит от коэффициента начальной нагрузки K 1 трансформатора, номинальной мощности его Sном, системы охлаждения, постоянной времени нагрева и эквивалентной температуры охлаждающего воздуха, соответствующей данному периоду года.

Коэффициенты K1 и K2 определяют отношениями эквивалентных соответственно начального и максимального токов к номинальному току трансформатора, причем под эквивалентными величинами понимают их средние квадратические значения до наступления наибольшей нагрузки и за период ее максимума.

Графики нагрузочной способности трансформаторов К 2 ( K1 ), отвечающие различной длительности t систематической перегрузки (рис. 1 ), позволяют по заданному начальному состоянию трансформатора, характеризуемому коэффициентом K1 определяемому по суточному графику нагрузки I ( t ) за 10 ч до наступления максимума ее, и заданной продолжительности t систематической перегрузки найти допустимый коэффициент перегрузки К2 на период максимальной нагрузки трансформатора.

Рис. 1. Графики нагрузочной способности трехфазных трансформаторов номинальной мощностью до 1000 кВА с естественной циркуляцией воздуха и масла и постоянной времени нагрева 2,5 ч при эквивалентной температуре охлаждающего воздуха 20 °С.

Эквивалентная температура охлаждающего воздуха — неизменная температура его, при которой имеет место тот же износ изоляции обмоток трансформатора, несущего неизменную нагрузку, что и при существующей переменной температуре воздуха. При практически неизменной нагрузке и отсутствии систематических суточных и сезонных колебаний эквивалентную температуру охлаждающего воздуха принимают равной 20 °С.

Если максимум среднего графика нагрузки I (t) в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимние месяцы допускается дополнительная 1 %-я перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 %, причем суммарная нагрузка должна быть не более 150 % номинальной.

В аварийных случаях допускают кратковременную перегрузку трансформаторов сверх номинальной , которая сопровождается повышенным износом изоляции обмоток и снижением срока службы трансформаторов (смотрите таблицу).

Допустимые кратковременные перегрузки трансформаторов при аварийных режимах

Такие перегрузки допустимы при всех системах охлаждения независимо от предшествующего режима, температуры охлаждающего воздуха и места установки трансформаторов при условии, что температура масла в верхних слоях не выше 115°С. Помимо этого, для маслонаполненных трансформаторов, работающих с коэффициентом начальной нагрузки К1

При переменной нагрузке на подстанцию с несколькими трансформаторами необходимо составить график включений и отключений параллельно работающих трансформаторов с тем, чтобы добиться экономичных режимов их работы.

В реальных условиях приходится несколько отклоняться от расчетного режима с тем, чтобы число оперативных переключений каждого трансформатора не превышало десяти в течение суток, т. е. не приходилось бы отключать трансформаторы менее чем на 2 — 3 ч.

При параллельной работе трансформаторов суммарная нагрузка на трансформаторную подстанцию должна обеспечить достаточную нагрузку каждому из них, о чем судят по показаниям соответствующих амперметров, установка которых для трансформаторов номинальной мощностью 1000 кВА и выше обязательна.

Современные трансформаторы, работающие при большой магнитной индукции, не должны находиться в эксплуатации при значительном повышении первичного напряжения, так как это сопровождается увеличением потерь электрической энергии на нагрев магнитопроводов. Длительное повышение первичного напряжения при нагрузке трансформатора не выше номинальной допускают до 5 % напряжения данного ответвления, а при нагрузке его на 25 % номинальной мощности — до 10 %, которое может быть допущено и при нагрузке не выше номинальной длительностью до 6 ч в сутки.

Степень неравномерности нагрузки по фазам трансформатора не должна превышать 20 %. Она определяется так:

K н = (I мах — I ср / I ср) х 100,

где, I мах — ток перегруженной фазы в момент наибольшей нагрузки трансформатора, I ср — средний ток трех фаз трансформатора в тот же момент.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Перегрузка силовых трансформаторов (длительная допустимая и кратковременная аварийная)

Перегрузка силовых трансформаторов важный параметр, необходимый как при проектировании, так и при эксплуатации электрических станций и подстанций

В статье представлены действующие нормативные документы, на основании которых определяются допустимые перегрузки трансформаторов

1. Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

* — под длительно допустимой понимается сколь угодно долгая продолжительность перегрузки;

** — указана перегрузка в % номинального тока ответвления (если напряжение на ответвлении не превышает номинального)

*** — на практике сухие трансформаторы стараются не перегружать;

2. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

Масляные трансформаторы
Перегрузка по току, %	30	45	60	75	100
Длительность перегрузки, мин	120	80	45	20	10
Сухие трансформаторы
Перегрузка по току, %	20	30	40	50	60
Длительность перегрузки, мин	60	45	32	18	5

3. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

Температура (°С) охлаждающей среды	Система охлаждения
Температура (°С) охлаждающей среды	М, Д	ДЦ, Ц
Для трансформаторов со сроком эксплуатации менее 30 лет
-20°С и ниже	1,5	1,5
-10°С	1,5	1,4
0°С	1,4	1,4
10°С	1,3	1,3
20°С	1,3	1,2
30°С	1,2	1,2
40°С	1,1	1,1
Для трансформаторов со сроком эксплуатации более 30 лет
-20°С и ниже	1,2
-10°С	1,2
0°С	1,15
10°С	1,0
20°С	1,0
30°С	1,0
40°С	1,0

4. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ГОСТ 14209-97 (упрощенные таблицы)

Продолж. перегрузки в течение суток, ч	Перегрузка в долях номинального тока, в зависимости от температуры охлаждающей среды во время перегрузки
-25°С	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	1,8	1,6	1,4
1,0	1,9	1,7	1,6	1,4
2,0	1,9	1,7	1,5	1,4
4,0	1,8	1,6	1,5	1,4
8,0	1,7	1,6	1,5	1,4
24,0	1,7	1,6	1,5	1,4
-20° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,9	1,7	1,6	1,5
1,0	1,9	1,6	1,5	1,4
2,0	1,8	1,6	1,5	1,4
4,0	1,7	1,6	1,5	1,4
8,0	1,7	1,5	1,5	1,4
24,0	1,6	1,5	1,5	1,4
-10° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,7	1,6	1,5	1,4
1,0	1,7	1,5	1,5	1,4
2,0	1,7	1,5	1,5	1,3
4,0	1,6	1,5	1,4	1,3
8,0	1,6	1,5	1,4	1,3
24,0	1,6	1,5	1,4	1,3
0° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,7	1,5	1,4	1,3
1,0	1,7	1,5	1,4	1,3
2,0	1,6	1,5	1,4	1,3
4,0	1,6	1,4	1,4	1,3
8,0	1,6	1,4	1,4	1,3
24,0	1,5	1,4	1,4	1,3
10° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,7	1,4	1,4	1,3
1,0	1,6	1,4	1,4	1,3
2,0	1,5	1,4	1,3	1,2
4,0	1,5	1,3	1,3	1,2
8,0	1,5	1,3	1,3	1,2
24,0	1,5	1,3	1,3	1,2
20° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,5	1,3	1,3	1,2
1,0	1,4	1,3	1,3	1,2
2,0	1,4	1,3	1,3	1,2
4,0	1,4	1,3	1,2	1,2
8,0	1,4	1.3	1,2	1,2
24,0	1,4	1,3	1,2	1,2
30° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,4	1,2	1,2	1,2
1,0	1,3	1,2	1,2	1,2
2,0	1,3	1,2	1,2	1,2
4,0	1,3	1,2	1,2	1,1
8,0	1,3	1,2	1,2	1,1
24,0	1,3	1,2	1,2	1,1
40° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,3	1,2	1,2	1,2
1,0	1,3	1,2	1,2	1,1
2,0	1,3	1,2	1,1	1,1
4,0	1,2	1,2	1,1	1,1
8,0	1,2	1,1	1,1	1,1
24,0	1,2	1,1	1,1	1,1

Продолж. перегрузки в течение суток, ч	Перегрузка в долях номинального тока, в зависимости от температуры охлаждающей среды во время перегрузки
-25°С	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	2,0	1,9	1,7
1,0	2,0	2,0	1,7	1,6
2,0	2,0	1,9	1,7	1,5
4,0	1,9	1,7	1,6	1,5
8,0	1,7	1,6	1,6	1,4
24,0	1,7	1,5	1,6	1,4
-20° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	2,0	1,8	1,6
1,0	2,0	2,0	1,7	1,5
2,0	2,0	1,9	1,6	1,4
4,0	1,8	1,6	1,5	1,4
8,0	1,7	1,5	1,5	1,4
24,0	1,7	1,5	1,5	1,4
-10° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	2,0	1,7	1,6
1,0	2,0	1,9	1,6	1,5
2,0	1,9	1,8	1,5	1,4
4,0	1,7	1,6	1,5	1,3
8,0	1,6	1,5	1,4	1,3-
24,0	1,5	1,5	1,4	1,3
0° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	2,0	1,7OF	1,5
1,0	2,0	1,8	1,6	1,4
2,0	1,9	1,7	1,5	1,3
4,0	1,7	1,5	1,4	1,3
8,0	1,6	1,4	1,4	1,3
24,0	1,5	1,4	1,4	1,3
10° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	1,9	1,6	1,5
1,0	1,9	1,7	1,5	1,4
2,0	1,8	1,5	1,4	1,3
4,0	1,6	1,4	1,3	1,2
8,0	1,5	1,3	1,3	1,2
24,0	1,5	1,3	1,3	1,2
20° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	1,8	1,5	1,4
1,0	1,8	1,6	1,4	1,3
2,0	1,7	1,5	1,3	1,2
4,0	1,5	1,3	1,3	1 ,2
8,0	1,4	1,3	1,3	1,2
24,0	1,4	1,3	1,3	1,2
30° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,9	1,7	1,4	1,3
1,0	1,8	1,5	1,3	1,3
2,0	1,6	1,4	1,2	1.2
4,0	1,4	1,3	1,2	1,1
8,0	1,3	1,2	1,2	1,1
24,0	1,2	1,2	1,2	1,1
40° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,8	1,6	1,3	1,3
1,0	1,7	1,4	1,3	1,2
2,0	1,5	1,3	1,2	1,1
4,0	1,3	1,2	1,1	1,1
8,0	1,2	1,1	1,1	1,1
24,0	1,2	1,1	1,1	1,1

Система охлаждения трансформаторов

Обозначение	Наименование
Д (ONAF)	масляное охлаждение с дутьем и с естественной циркуляцией масла
М (ONAN)	естественное масляное охлаждение
ДЦ (OFAF)	масляное охлаждение с дутьем и с принудительной циркуляцией масла
Ц (OFWF)	масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла
ON	обозначает виды охлаждения ONAN или ONAF
OF	обозначает виды охлаждения OFAF или OFWF

Перечень НТД по вопросу перегрузки трансформаторов

— «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации», утв. приказом Министерства энергетики РФ от 19 июня 2003 г. N 229 (ПТЭ ЭСС)

— «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей», утв. приказом Министерства энергетики РФ от 13 января 2003 г. N 6 (ПТЭ П)

— «Методические указания по определению степени загрузки вводимых после строительства объектов электросетевого хозяйства, а также по определению и применению коэффициентов совмещения максимума потребления электрической энергии (мощности) при определении степени загрузки таких объектов», утв. приказом Министерства энергетики РФ от 6 мая 2014 г. N 250.

— ГОСТ 14209-97 «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов», введен в действие в качестве Государственного стандарта Российской Федерации с 01.01.2002

— СТО 56947007-29.180.01.116-2012 «Инструкция по эксплуатации трансформаторов», утв. приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 02.03.2012 № 113

— Проект норматива «Требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, и ее поддержанию» (подготовлен Минэнерго России 23.07.2018)

Какая максимальная нагрузка допускается для масляных трансформаторов ?

Масляной трансформатор

Масляные трансформаторы представляют собой устройства особого типа, которые используются в основном при работе в местах с необычными показателями температуры и повышенной влажностью.

Они требовательны к показателям напряжения, силы тока и нагрузки, поэтому вопрос о том, какая нагрузка допускается для масляных трансформаторов является довольно распространенным среди специалистов. Определить его заочно не представляется возможным, необходимо обращать внимание на технические характеристики и условия, особенности его использования, индивидуальные нюансы.

Что переставляют из себя масляные трансформаторы и где они применяются

Масляные трансформаторы используют для работы в необычных условиях окружающей среды. Они станут оптимальным выбором, когда приходится производить работы при низких или высоких температурах, в средах с повышенными характеристиками влажности. В частности, масляный трансформатор функционирует при температурах до 40 градусов со знаком плюс и 60 градусов со знаком минус.

Устройство с масляными включениями размещают под открытым небом, так как его не испортят осадки окружающей среды. Детали механизма надежно защищены от агрессивного воздействия снега, дождя, молний специальными толстым корпусом. Режим температуры для функционирования трансформатора расширенный, поэтому устройства такого типа используют для комбинирования с подстанциями мачтового и столбового вида.

Качество трансформаторного масла определяет бесперебойность и эффективность работы оборудования. Добавление не оригинальной жидкости, попадание частиц примесей или пыли, грязи ведет к уменьшению характеристик электролитов. В результате возникают пробоины между корпусом оборудования и обмоткой. Из-за минимального уровня масла оно начинает превышать максимальную температуру. Допускается или нет перегрузка стандартных масляных трансформаторов в аварийных режимах — вопрос спорный. Это возможно, но пагубно скажется на работе устройства.

Важные характеристики при функционировании оборудования — это наличие правильной изоляции масла и самих обмоток, установление правильного температурного режима и влажности. Справляются с этим специальные установленные мониторинговые системы. Онлайн техника отслеживает то, какая установлена температура, проводит аналитику содержания примесей в масле и газе, осуществляет контроль влажности. Аварийный режим включается, если параметры не соответствуют нормативам. Включать нагрузку нельзя — это приведет к выходу из строя.

Допустимые нагрузки и перегрузки в трансформаторах

Технические характеристики определяются в зависимости от того, при каких номинальных показателях износ конструктивных деталей произойдет за 20 лет. В результате использования прибора в больших пределах он не только не покажет эффективность и будет работать с перебоями, но и выйдет из строя. Естественный износ наблюдается в обмотках, которые уже не покажут номинальные показатели при прохождении электрического импульса.

Масляный трансформатор допускается использовать, когда наиболее высокая температура его обмотки не превышает 98 градусов. Если температура воздуха увеличится на 8 градусов, то срок эксплуатации снижается вполовину (правило Монтзингера). Точка располагается на обмотке слоя катушки, которая находится вверху.

Понятно, что добиться идеальных значений не представляется возможным ввиду ряда факторов. Трансформаторы функционируют при переменной нагрузке, при помощи специальной охлаждающей среды изменяются рабочие параметры. Усиленный износ изоляции наблюдается, если подается перегрузка. Ее нет, когда характеристики устанавливаются меньше, но тогда нет смысла использовать изоляцию в масляных трансформаторах.

Специалисты однозначно отвечают на вопрос, какие современные трансформаторы допускается включать на номинальную нагрузку — практически все масляные. Но необходимо соблюсти ряд обязательных условий:

номинальная температура высшей точки обмотки не должна превышать установленного значения;
перегрузка допускается максимум превышающая номинальную на 5 процентов;
для обмоток с ответвлениями коэффициент — 1,05 от установленного.

Зачастую у персонала нет возможности отследить и построить индивидуальный график. В таком случае пользуются разработанными таблицами. В них проводится расчет, согласно которому, если действуют систематические перегрузки, то характеристики рассчитываются в зависимости от температуры верхних слоев масла и показателей температуры природной среды.

Для масляных возможно в зимнее время года превышение на 1 процент на процент недогрузки в теплое время года. Показатели определяются летом — плюс 15 градусов, зимой — 5 градусов. Отрицательные температуры высчитываются по такому же графику.

Ввиду того, что оборудование используется в природных условиях, то есть на природе, в городе, специалистов интересует ответ на вопрос, какие трансформаторы допускается включать на номинальную нагрузку при любой отрицательной температуре воздуха. Хоть в эксплуатационном листе и прописывается, что делать процедуру возможно до 60 градусов со знаком минус, на практике это оказывается не так.

Учитываются показатели перегрузки, которые возникали, влажность воздуха. Если техника и так систематически подвергалась включению и отключению аварийного режима, то в структуре обмоток уже наблюдаются сбои и пробои. Использование обмоток на полную мощность приводит к негативным последствиям.

Для избежания поломки оборудования, его возможного экстренного отключения рекомендуется рассчитывать показатели масляного ТМ заранее, учитывая степень его износа.

Допускается длительность перегрузки в минутах, если наблюдается перегрузка по показателю силы тока в процентном соотношении от номинальной возможной:

30 — 120;
45 — 80;
60 — 45;
75 — 20;
100 — 10.

Напряжение любой части обмотки масляного оборудования не должно превышать показателя наибольшего рабочего напряжения на частях. Во время перегрузки специалисты предпринимают комплекс мер, направленных на замену износившегося устройства резервным. При этом они разгружаются до номинальных характеристик — отключаются не самые необходимые, не являющиеся существенно важными.

Допустимые нагрузки для оборудования общего назначения

Согласно ГОСТу 14209 — 85 допустимые нагрузки для масляных трансформаторов устанавливаются изготовителем оборудования. Ранее присутствовал ГОСТ 14209 — 69, который был заменен указанным. Он сохраняется модель расчета нагрузки при помощи показателя износа изоляции, нагретой точки обмоточных слоев, вида диаграммы. Сохранено то, что:

базовое значение температуры обмотки (максимальное) не превышает 98 градусов;
аварийные перегрузки возможны до 115 градусов;
допустимый максимум при систематических перегрузках — 95 градусов (строится график определения эксплуатации);
присутствует шестиградусное правило износа изоляции.

Изменились другие положения, касаемо допустимых показателей нагревания точек. Для перегрузок показатель составляет 140 (стандартная модель для трансформаторов от 110 кВ и ниже), 160 (оборудование с аварийными перегрузками 110 кВ и ниже). Для техники 110 кВт и выше сохраняется порог в 140 градусов для систематических и аварийных. Значения при соблюдении условий (соответствие температуры точки нагревания номинальным техническим характеристикам) при систематических — 1,5, при аварийных — 2.

Учитываются параметры окружающий среды. Рассматривается продолжительность графика нагрузки, если изменение температурных показателей не превышает 12 градусов и характеристики положительны. Вводится график корректировки, если изменения превышают установленный порог 12 или же температура стала отрицательной.

Графическая методология используется для определения показателей превышения температуры масла (в зависимости от характеристики нагретой максимально точки обмотки и окружающей среды). График наглядно демонстрирует уход от номинальной мощности и загрузки, что позволяет корректировать результаты, вводя дополнительное охлаждение.

Износ изоляции определяется расчетными таблицами — экспериментальный путь не действует.

Использование электронно-вычислительных машин контролирует показатели работы обмоток и эксплуатационные характеристики масла трансформатора.

Влияние нагрузок на работу масляного трансформатора

Если учитываются показатели максимальной температуры витка обмотки, параметры окружающей среды, то систематические нагрузки на трансформатор масляного типа не приводят к его износу или выходу из строя. Учитывая созданные специалистами графики можно соотнести необходимые значения и подобрать уровень нагрузки, которые соответствуют стабильной и бесперебойной работе.

Нормируемый срок эксплуатации не уменьшится, так как износа изоляции не происходит. Трансформатор масляного типа будет служить минимум двадцать лет.

Основная проблема заключается в том, что определить самостоятельно по графикам или используя блок-схемы необходимую степень нагрузки не так просто начинающему специалисту. Поэтому для начала работы выбирают модели современных производителей с четкими эксплуатационными листами. В них прописываются расчетные показатели, указаны не только параметры нагрузки при разных режимах, но и приведены схемы самостоятельного расчета.

Аварийные перегрузки ведут к износу изоляции. В результате трансформаторные обмотки приходят в негодность. Образуются пробои в них самих или же на границах конструкции трансформатора и обмоток. Электрический ток не может бесперебойно проходить, возможны короткие замыкания. Установленный производителем срок службы снижается многократно.

Используются методики компенсации износа изоляции (при функционировании при сниженных параметрах нагрузки), но это не всегда приводит к положительным ожидаемым результатам.

2.2.3. Допустимые перегрузки трансформаторов и автотрансформаторов

Допустимые перегрузки трансформаторов и автотрансформаторов (далее — трансформаторов) в нормальных режимах работы определяются старением изоляции его обмоток — бумаги. Старение изоляции приводит к изменению исходных электрических, механических и химических свойств изоляционных материалов трансформаторов. Сроком естественного износа трансформатора, работающего в номинальном режиме, считается срок, равный примерно 20 годам.

Для нормального суточного износа изоляции трансформатора температура наиболее нагретой точки его обмоток не должна превышать 98 °C. По правилу, предложенному немецким ученым Монтзингером, следует, что если температуру увеличить на 8 °C, срок службы изоляции сократится примерно в 2 раза. В данном случае под температурой наиболее нагретой точки подразумевается температура наиболее нагретого внутреннего слоя обмотки верхней катушки трансформатора.

На практике трансформаторы работают, как правило, с переменной нагрузкой в условиях непрерывно изменяющейся температуры охлаждающей среды. В таких условиях при перегрузках может иметь место форсированный износ изоляции. При нагрузках же меньше номинальной изоляция недоиспользуется, что также экономически нецелесообразно. Следовательно, режим работы трансформатора должен быть оптимальным, то есть близким к расчетному.

Согласно ПТЭ, допускается длительная перегрузка масляных трансформаторов и трансформаторов с жидким негорючим диэлектриком любой обмотки по току на 5 %, если напряжение их обмоток не выше номинального; при этом для обмоток с ответвлениями нагрузка не должна превышать 1,05 номинального тока ответвления. В автотрансформаторе ток в общей обмотке должен быть не выше наибольшего длительно допустимого тока этой обмотки.

Продолжительные допустимые нагрузки сухих трансформаторов устанавливаются в стандартах и технических условиях конкретных групп и типов трансформаторов.

В ряде случаев такой допустимой перегрузки для оптимального использования изоляции трансформатора оказывается недостаточно. В этом случае продолжительность и значения перегрузок трансформаторов номинальной мощностью до 100 МВА находят по графикам нагрузочной способности в зависимости от суточного графика нагрузки, эквивалентной температуры охлаждающей среды и постоянной времени трансформатора. Это же правило относится и к трансформаторам с расщепленными обмотками.

Если при наступлении перегрузки у оперативного персонала отсутствуют суточные графики нагрузки и персонал не может воспользоваться графиками нагрузочной способности для определения допустимой перегрузки, рекомендуется пользоваться данными табл. 2.2 и 2.3 — в зависимости от системы охлаждения трансформатора (см. также п. 2.2.4).

Окончание табл. 2.3

Из этих таблиц следует, что систематические перегрузки, допустимые после нагрузки ниже номинальной, устанавливаются в зависимости от превышения температуры верхних слоев масла над температурой охлаждающей среды, которое определяется не позднее начала наступления перегрузки.

Кроме систематических перегрузок в зимние месяцы года допускаются 1 %-ные перегрузки трансформаторов на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 %. Это правило применяется в том случае, если максимум нагрузки не превышал номинальной мощности трансформатора.

Перегрузки по нагрузочной способности и по 1 %-ному правилу могут применяться одновременно при условии, если суммарная нагрузка не превышает 150 % номинальной мощности трансформатора.

При возникновении аварий, например, при выходе из работы одного из параллельно работающих трансформаторов и отсутствии резерва, разрешается аварийная перегрузка оставшихся в работе трансформаторов независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды.

При разрешенных аварийных перегрузках форсированный износ изоляции и сокращение ее срока службы считается меньшим злом, чем аварийное отключение потребителей электроэнергии.

В соответствии с ПТЭ, в аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах:

Допускается продолжительная работа трансформаторов (при нагрузке не выше номинальной мощности) при повышении напряжения на любом ответвлении любой обмотки на 10 % сверх номинального напряжения данного ответвления. При этом напряжение на любой из обмоток должно быть не выше наибольшего рабочего напряжения.

Во избежание повреждения трансформаторов и развития аварии величины и время аварийных перегрузок трансформаторов должны находиться под контролем.

За время аварийной перегрузки оперативно-ремонтный персонал должен принять меры по замене поврежденного оборудования резервным, а затем разгрузить перегруженные трансформаторы до номинальной мощности отключением менее ответственных по категории надежности электроснабжения потребителей.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Перегрузка трансформатора – режим, сокращающий срок эксплуатации устройства

Какие бывают трансформаторы

Виды трансформаторов
Трансформаторы различаются по техническим характеристикам и назначению, они подразделяются на несколько видов, это:

Силовые – служат для преобразования электрической энергии в электрических сетях различного напряжения (0,4/10,0/35,0/110,0/220,0/500,0/1150,0 кВ) промышленной частотой 50 Гц. Устанавливаются на трансформаторных подстанциях и специально оборудованных основаниях и площадках. Различаются по конструкции системы охлаждения (масляные и сухие), количеству обмоток (2-х, 3-х и более обмоток).
Сетевые – используются для электроснабжения низковольтных приборов бытовых и прочих устройств. Различаются по количеству обмоток на вторичной стороне и выдаваемому напряжению (от 1,5 до 127,0 В), первичное напряжение при этом – 220 В. Это низкочастотные трансформаторы.
Автотрансформаторы – отличительной особенностью данных устройств является то, что одна обмотка является частью второй (первичная вторичной или вторичная первичной), благодаря чему появляется возможность регулировки напряжения на одной из обмоток.
Трансформаторы тока – устройства, первичная обмотка которых включается в цепь питания источника электрической энергии, а к вторичной подключаются приборы, рассчитанные на токи меньших значений. Используются в системах учета и контроля электрической энергии. Выпускаются на все классы напряжений. Главной технической характеристикой является коэффициент трансформации, определяющийся как отношение тока в первичной обмотке, к току во вторичной обмотке. Различаются по классу точности, различаются по типу изоляции (масляные, литые, газовые, сухие), по принципу преобразования тока (электромагнитные, электронно-оптические, магнито-полупроводниковые), по конструкции первичной обмотки (катушечные, проходные, шинные), по условиям размещения и типу трансформируемых величин.
Трансформаторы напряжения, измерительные – по принципу работы схожи с силовыми трансформаторами. Отличие в назначении – используются в системах учета и контроля качества электрической энергии.

Допустимая перегрузка трансформаторов в нормальных и аварийных режимах.

Допускается продолжительная работа трансформаторов (при мощности не более номинальной) при напряжении на любом ответвлении обмотки на 10% выше номинального для данного ответвления. При этом напряжение на любой обмотке должно быть не выше наибольшего рабочего.Для масляных трансформаторов допускается длительная перегрузка по току любой обмотки на 5% номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального.

Кроме того, для трансформаторов в зависимости от режима работы допускаются систематические перегрузки, значение и длительность которых регламентируются типовой инструкцией по эксплуатации трансформаторов и инструкциями заводов-изготовителей.В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах:

Масляные трансформаторы: перегрузка по току, %

длительность перегрузки, мин.

Сухие трансформаторы перегрузка по току, %

длительность перегрузки, мин.

Допустимые продолжительные перегрузки сухих трансформаторов устанавливаются заводской инструкцией.

Включение в сеть трансформатора (реактора) должно осуществляться толчком на полное напряжение. Трансформаторы, работающие в блоке с генератором, могут включаться вместе с генератором подъёмом напряжения с нуля.

Параллельная работа трансформаторов разрешается при следующих условиях:

— группы соединений обмоток одинаковы;

соотношение мощностей трансформаторов не более 1:3;

— коэффициенты трансформации отличаются не более чем на ±0,5%;

— напряжения короткого замыкания отличаются не более чем на ±10%;

— произведена фазировка трансформаторов.

Для выравнивания нагрузки между параллельно работающими трансформаторами с различными напряжениями короткого замыкания допускается в небольших пределах изменение коэффициента трансформации путем переключения ответвлений при условии, что ни один из трансформаторов не будет перегружен.

Назначение и работа переключателей под нагрузкой.

Устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) трансформаторов должны быть в работе в автоматическом режиме. По решению технического руководителя допускается устанавливать неавтоматический режим. В этом случае регулирование напряжения ведётся при необходимости путем дистанционного переключения РПН с пульта управления (если в нормальном режиме колебания напряжения в сети находятся в пределах, удовлетворяющих требования потребителей электроэнергии).Не допускается переключение устройства РПН трансформатора, находящегося под напряжением, вручную (рукояткой). Переключающие устройства РПН трансформаторов разрешается включать в работу при температуре верхних слоёв масла минус 20°С и выше (для погруженных резисторных устройств РПН) и минус 45°С и выше (для устройств РПН с токоограничивающими реакторами, а также для переключающих устройств с контактором, расположенным на опорном изоляторе вне бака трансформатора и оборудованным устройством искусственного подогрева). Эксплуатация устройств РПН должна быть организована в соответствии с положениями инструкций заводов-изготовителей.

Принцип работы

Работа трансформатора основана на принципе электромагнитной индукции, которая создается в магнитной сердечнике аппарата.

Электромагнитная индукция возникает под воздействием электрического тока проходящего в первичной обмотке устройства, и посредством ее возникает электрический ток во вторичной обмотке.

Принцип работы трансформатора

Первичная и вторичная обмотка устройства

Перегрузочная способность масляных силовых трансформаторов

Электроснабжение невозможно без применения силовых трансформаторов, т.к. электростанции располагаются, как правило, рядом с добычей энергоресурсов и передавать электроэнергию приходится при высоком напряжении. Для повышения (понижения) напряжения применяют силовые трансформаторы.

Сегодня хочу затронуть тему перегрузки силовых масляных трансформаторов 10/0,4кВ, т.к. с ними проектировщики работают постоянно. Лично я с сухими трансформаторами сталкивался крайне редко, цена – имеет значение.

Многие темы на блоге появляются после того, как сам столкнешься с той или иной проблемой. В одном из проектов РЭС потребовал установку ТП, однако экспертиза зарубила это решение и потребовала предоставить расчет нагрузок по ТП. Оказалось РЭС был действительно не прав.

Кстати, я уже писал про выбор силовых трансформаторов, почитать можно здесь.

В зависимости от мощности силовые трансформаторы делят по категориям:

распределительные трансформаторы – до 2500 кВА;
трансформаторы средней мощности – до 100 МВА;
трансформаторы большой мощности – более 100 МВА.

В нашем случае, в основном проектировщики имеют дело с распределительными трансформаторами.

Под нагрузочной способностью трансформатора понимают свойство трансформатора нести нагрузку сверх номинальной при определенных условиях эксплуатации — предшествующей нагрузке трансформатора, температуре охлаждающей среды.

Силовой трансформатор способен работать в разных режимах:

Режим циклических нагрузок.

Режим нагрузки с циклическими изменениями (обычно цикл равен суткам), который определяют с учетом среднего значения износа за продолжительность цикла. Режим циклических нагрузок может быть режимом систематических нагрузок или режимом продолжительных аварийных перегрузок.

а) Режим систематических нагрузок.

Режим, в течение части цикла которого температура охлаждающей среды может быть более высокой и ток нагрузки превышает номинальный, однако с точки зрения термического износа (в соответствии с математической моделью) такая нагрузка эквивалентна номинальной нагрузке при номинальной температуре охлаждающей среды. Это достигается за счет понижения температуры охлаждающей среды или тока нагрузки в течение остальной части цикла.

При планировании нагрузок этот принцип может быть распространен на длительные периоды, в течение которых циклы со скоростью относительного износа изоляции более единицы компенсируются циклами со скоростью износа менее единицы.

б) Режим продолжительных аварийных перегрузок.

Режим нагрузки, возникающий в результате продолжительного выхода из строя некоторых элементов сети, которые могут быть восстановлены только после достижения постоянного значения превышения температуры трансформатора. Это не обычное рабочее состояние, и предполагается, что оно будет возникать редко, однако может длиться в течение недель или даже месяцев и вызывать значительный термический износ. Тем не менее такая нагрузка не должна быть причиной аварии вследствие термического повреждения или снижения электрической прочности изоляции трансформатора.

Режим кратковременных аварийных перегрузок

Режим чрезвычайно высокой нагрузки, вызванный непредвиденными воздействиями, которые проводят к значительным нарушениям нормальной работы сети, при этом температура наиболее нагретой точки проводников достигает опасных значений и в некоторых случаях происходит временное снижение электрической прочности изоляции. Однако на короткий период времени этот режим может быть предпочтительнее других. Можно предполагать, что нагрузки такого типа будут возникать редко. Их необходимо по возможности быстрее снизить или на короткое время отключить трансформатор во избежание его повреждения. Допустимая продолжительность такой нагрузки меньше тепловой постоянной времени трансформатора и зависит от достигнутой температуры до перегрузки; обычно продолжительность перегрузки составляет менее получаса.

Согласно ГОСТ 14209-97 распределительные трансформаторы в режиме систематических нагрузок могут работать с перегрузкой до 1,5.

Таблица предельных значений температуры и тока для режимов нагрузки, превышающей номинальную :

Тип нагрузки	Трансформаторы
распределительные	средней мощности	большой мощности
Режим систематических нагрузок
Ток, отн. ед.	1,5	1,5	1,3
Температура наиболее нагретой точки и металлических частей, соприкасающихся с изоляционным материалом, °С	140	140	120
Температура масла в верхних слоях, °С	105	105	105
Режим продолжительных аварийных перегрузок
Ток, отн. ед.	1,8	1,5	1,3
Температура наиболее нагретой точки и металлических частей, соприкасающихся с изоляционным материалом, °С	150	140	130
Температура масла в верхних слоях, °С	115	115	115
Режим кратковременных аварийных перегрузок
Ток, отн. ед.	2,0	1,8	1,5
Температура наиболее нагретой точки и металлических частей, соприкасающихся с изоляционным материалом, °С	По 1.5.2	160	160
Температура масла в верхних слоях, °С	По 1.5.2	115	115

Знание о всех режимах работы сводится к тому, чтобы мы понимали, что в разных режимах происходит разный износ комплектующих деталей трансформатора. При перегрузках происходит перегрев отдельных деталей. При проектировании трансформаторов внутренней установки, следует вводить поправки на температуру окружающей среды, а также на количество трансформаторов в одном помещении.

Нагрузку в течение суток можно представить в виде двухступенчатого графика:

Двуступенчатый график нагрузки

Двухступенчатый график нагрузки

К1 – начальная нагрузка, предшествующая нагрузке или перегрузке К2 или нагрузка снижения К2, в долях номинальной мощности или номинального тока.

К2 – нагрузка или перегрузка, следующая за начальной нагрузкой К1, в долях номинальной мощности или номинального тока.

Вся проблема при выборе трансформатора заключается в том, что при проектировании, кроме расчетной мощности у нас практически ничего нет.

Правильно подобрать трансформатор с учетом допустимых перегрузок можно лишь имея такой график, поскольку производители трансформаторов предоставляют информацию по перегрузочной способности своих трансформаторов. К примеру, возьмем трансформатор Минского завода им. Козлова. Данный завод выпускает трансформаторы по ГОСТ 11677-85. ГОСТ 11677-85 ссылается на ГОСТ 14209-97 в области допустимых перегрузок трансформаторов.

Рассмотрим перегрузочную способность распределительного трансформатора при температуре окружающей среды 20 градусов.

Нормы максимально допустимых систематических нагрузок распределительных трансформаторов

Если у нас трансформатор загружен на 80% и работает продолжительно, то 2 часа он сможет проработать с перегрузкой 1,45. Перегрузка загруженного на 100% трансформатора недопустима при температуре окружающей среды выше 20 градусов.

По таким таблицам можно очень точно определить перегрузочную способность масляного трансформатора.

Справочная информация: 1 ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия.

2 ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91). Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.

3 Перегрузочная способность силовых масляных трансформаторов мощностью 16…2500кВА Минского электротехнического завода имени В.И.Козлова.

Советую почитать:

Пример молниезащиты навеса

#16 Нужно ли включать в ОСУП системы кондиционирования?

Выбор силового трансформатора по расчетной мощности

Как подключить водонагреватель?

Основные характеристики

Мощность – определяет количество мощности потребителей, которых возможно подключить к данному устройству в нормальном режиме работы;

Напряжение – определяет характеристики электрической сети, для которых предназначено устройство.

Режимы работы трансформатора

Рабочий режим – когда устройство работает в соответствии с заданными техническими параметрами и в соответствии с предъявляемыми требованиями.
Режим холостого хода – в данном режиме работы в первичной обмотке протекает ток холостого хода, вторичная сеть – разомкнута (нагрузка отсутствует);
Режим короткого замыкания – аварийный режим работы, характеризуется замыканием вторичной обмотки накоротко.

Еще один режим, который может возникнуть в процессе эксплуатации – это режим перегрузки, характеризующийся еще не режимом короткого замыкания, но, тем не менее, параметрами, не соответствующими рабочему режиму работы.

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.

Перегрузка трансформатора, ее виды

Совокупность допустимых нагрузок и перегрузок – определяет нагрузочную способность трансформатора.

Допустимая нагрузка – нагрузка, соответствующая номинальному режиму работы, неограниченная по времени, при которой не происходит износ изоляции обмоток, вызываемый нагревом в процессе работы.

Перегрузка – режим работы, вызванный подключением мощности нагрузки больше номинальной или температуры окружающей среды больше расчетной. При перегрузке происходит ускоренный износ изоляции обмоток.

Систематические – вызванные суточным графиком работы. Такие режимы работы должны соответствовать допустимым коэффициентам перегрузки и времени их прохождения для каждого конкретного устройства.
Аварийные – вызванные аварийными ситуациями. Перегрузки данного вида бывают:

Кратковременные;
Длительные.

Перегрузка масляных трансформаторов

Масляный трансформатор – силовой агрегат, в котором в качестве охлаждающей жидкости используется масло.

Режим работы аппаратов подобного типа регламентирован ГОСТ 14209-97 (МЭК354-91) «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов», который введен в действие в 2001 году.

Предельные значения температуры и тока для режима перегрузок:

Для аварийных перегрузок, которые имеют кратковременный характер, предельные значения температуры охлаждающего реагента (масла) в верхнем слое и наиболее нагретого участка – не установлены. Причиной этого, является то, что при эксплуатации подобного типа оборудования, нет возможности осуществлять контроль продолжительности аварийной перегрузки данного типа трансформаторов.
При эксплуатации распределительных трансформаторов необходимо не забывать, что при температуре превышающей 140-160 °С, возможно выделение пузырьков газа, снижающих электрическую прочность изоляции.

Перегрузка трансформаторов тока

Устройство и режим работы устройств регламентированы ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия», принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 20 от 1 ноября 2001 г.) и введен в действие 01.01.2003 года.

Перегрузка данного типа аппаратов возникает при подключении нагрузки больше номинальной, в связи с этим, величина тока в первичной сети, увеличивается, что негативно отражается на изоляции устройства.

Коэффициент безопасности (перегрузка по первичному току) определяется заводом-изготовителем аппаратов, соответствует требованиям ГОСТ и МЭК и составляет 5 и 10.[/wpmfc_cab_sw]

Перегрузка силовых трансформаторов (длительная допустимая и кратковременная аварийная)

Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

Тип трансформаторов	Длительно допустимая перегрузка*
Масляные	5%** [п. 5.3.14 ПТЭ ЭСС], [п. 2.1.20 ПТЭП]
С жидким негорючим диэлектриком	5%** [п. 2.1.20 ПТЭП]
Сухие***	устанавливаются заводской инструкцией [5.3.15 ПТЭ ЭСС]

* — под длительно допустимой понимается сколь угодно долгая продолжительность перегрузки;

*** — на практике сухие трансформаторы стараются не перегружать;

Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

Масляные трансформаторы
Перегрузка по току, %	30	45	60	75	100
Длительность перегрузки, мин	120	80	45	20	10
Сухие трансформаторы
Перегрузка по току, %	20	30	40	50	60
Длительность перегрузки, мин	60	45	32	18	5

Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

Температура (°С) охлаждающей среды	Система охлаждения
Температура (°С) охлаждающей среды	М, Д	ДЦ, Ц
Для трансформаторов со сроком эксплуатации менее 30 лет
-20°С и ниже	1,5	1,5
-10°С	1,5	1,4
0°С	1,4	1,4
10°С	1,3	1,3
20°С	1,3	1,2
30°С	1,2	1,2
40°С	1,1	1,1
Для трансформаторов со сроком эксплуатации более 30 лет
-20°С и ниже	1,2
-10°С	1,2
0°С	1,15
10°С	1,0
20°С	1,0
30°С	1,0
40°С	1,0

Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ГОСТ 14209-97 (упрощенные таблицы)

Допустимые аварийные перегрузки без учета предшествующей нагрузки (по ГОСТ 14209-97, Таблица Н.1)

Продолж. перегрузки в течение суток, ч	Перегрузка в долях номинального тока, в зависимости от температуры охлаждающей среды во время перегрузки
-25°С	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	1,8	1,6	1,4
1,0	1,9	1,7	1,6	1,4
2,0	1,9	1,7	1,5	1,4
4,0	1,8	1,6	1,5	1,4
8,0	1,7	1,6	1,5	1,4
24,0	1,7	1,6	1,5	1,4
-20° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,9	1,7	1,6	1,5
1,0	1,9	1,6	1,5	1,4
2,0	1,8	1,6	1,5	1,4
4,0	1,7	1,6	1,5	1,4
8,0	1,7	1,5	1,5	1,4
24,0	1,6	1,5	1,5	1,4
-10° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,7	1,6	1,5	1,4
1,0	1,7	1,5	1,5	1,4
2,0	1,7	1,5	1,5	1,3
4,0	1,6	1,5	1,4	1,3
8,0	1,6	1,5	1,4	1,3
24,0	1,6	1,5	1,4	1,3
0° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,7	1,5	1,4	1,3
1,0	1,7	1,5	1,4	1,3
2,0	1,6	1,5	1,4	1,3
4,0	1,6	1,4	1,4	1,3
8,0	1,6	1,4	1,4	1,3
24,0	1,5	1,4	1,4	1,3
10° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,7	1,4	1,4	1,3
1,0	1,6	1,4	1,4	1,3
2,0	1,5	1,4	1,3	1,2
4,0	1,5	1,3	1,3	1,2
8,0	1,5	1,3	1,3	1,2
24,0	1,5	1,3	1,3	1,2
20° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,5	1,3	1,3	1,2
1,0	1,4	1,3	1,3	1,2
2,0	1,4	1,3	1,3	1,2
4,0	1,4	1,3	1,2	1,2
8,0	1,4	1.3	1,2	1,2
24,0	1,4	1,3	1,2	1,2
30° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,4	1,2	1,2	1,2
1,0	1,3	1,2	1,2	1,2
2,0	1,3	1,2	1,2	1,2
4,0	1,3	1,2	1,2	1,1
8,0	1,3	1,2	1,2	1,1
24,0	1,3	1,2	1,2	1,1
40° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,3	1,2	1,2	1,2
1,0	1,3	1,2	1,2	1,1
2,0	1,3	1,2	1,1	1,1
4,0	1,2	1,2	1,1	1,1
8,0	1,2	1,1	1,1	1,1
24,0	1,2	1,1	1,1	1,1

Допустимые аварийные перегрузки без учета предшествующей нагрузки, не превышающей 0,8 номинального тока (по ГОСТ 14209-97, Таблица Н.2)

Продолж. перегрузки в течение суток, ч	Перегрузка в долях номинального тока, в зависимости от температуры охлаждающей среды во время перегрузки
-25°С	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	2,0	1,9	1,7
1,0	2,0	2,0	1,7	1,6
2,0	2,0	1,9	1,7	1,5
4,0	1,9	1,7	1,6	1,5
8,0	1,7	1,6	1,6	1,4
24,0	1,7	1,5	1,6	1,4
-20° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	2,0	1,8	1,6
1,0	2,0	2,0	1,7	1,5
2,0	2,0	1,9	1,6	1,4
4,0	1,8	1,6	1,5	1,4
8,0	1,7	1,5	1,5	1,4
24,0	1,7	1,5	1,5	1,4
-10° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	2,0	1,7	1,6
1,0	2,0	1,9	1,6	1,5
2,0	1,9	1,8	1,5	1,4
4,0	1,7	1,6	1,5	1,3
8,0	1,6	1,5	1,4	1,3-
24,0	1,5	1,5	1,4	1,3
0° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	2,0	1,7OF	1,5
1,0	2,0	1,8	1,6	1,4
2,0	1,9	1,7	1,5	1,3
4,0	1,7	1,5	1,4	1,3
8,0	1,6	1,4	1,4	1,3
24,0	1,5	1,4	1,4	1,3
10° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	1,9	1,6	1,5
1,0	1,9	1,7	1,5	1,4
2,0	1,8	1,5	1,4	1,3
4,0	1,6	1,4	1,3	1,2
8,0	1,5	1,3	1,3	1,2
24,0	1,5	1,3	1,3	1,2
20° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	2,0	1,8	1,5	1,4
1,0	1,8	1,6	1,4	1,3
2,0	1,7	1,5	1,3	1,2
4,0	1,5	1,3	1,3	1 ,2
8,0	1,4	1,3	1,3	1,2
24,0	1,4	1,3	1,3	1,2
30° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,9	1,7	1,4	1,3
1,0	1,8	1,5	1,3	1,3
2,0	1,6	1,4	1,2	1.2
4,0	1,4	1,3	1,2	1,1
8,0	1,3	1,2	1,2	1,1
24,0	1,2	1,2	1,2	1,1
40° C	ONAN	ON	OF	OD
0,5	1,8	1,6	1,3	1,3
1,0	1,7	1,4	1,3	1,2
2,0	1,5	1,3	1,2	1,1
4,0	1,3	1,2	1,1	1,1
8,0	1,2	1,1	1,1	1,1
24,0	1,2	1,1	1,1	1,1

Система охлаждения трансформаторов

Обозначение	Наименование
Д (ONAF)	масляное охлаждение с дутьем и с естественной циркуляцией масла
М (ONAN)	естественное масляное охлаждение
ДЦ (OFAF)	масляное охлаждение с дутьем и с принудительной циркуляцией масла
Ц (OFWF)	масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла
ON	обозначает виды охлаждения ONAN или ONAF
OF	обозначает виды охлаждения OFAF или OFWF

Перечень НТД по вопросу перегрузки трансформаторов

— СТО 56947007-29.180.01.116-2012 «Инструкция по эксплуатации трансформаторов», утв. приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 02.03.2012 № 113

Защита от перегрузки

Для создания безопасных и надежных условий работы всех элементов электрических сетей и устройств, предусматриваются разнообразные системы защиты от не стандартных ситуаций, к которым относятся и режимы перегрузок.

Защита от перегрузок бывает основана на использовании:

Предохранителей и автоматических выключателей;
Релейной защиты (максимальная токовая защита; защита по току отсечки; защита от токов нулевой последовательности; дифференциальная токовая защита.)
Газовой защиты;
Пожарной защиты;
Системой использования специальных программ и автоматизации процессов.

Требования к условиям защиты различных типов трансформаторов регламентированы Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) глава3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ» и глава 3.2 «Релейная защита».

Выбор силового трансформатора по расчетной мощности.

Для выбора используют требования нормативных документов

Таблица №6 — Зависимости коэффициентов допустимой перегрузки масляных трансформаторов для одно, двух и трехтрансформаторных подстанций и коэффициента загрузки в обычном режиме работы

Коэффициент допустимой перегрузки масляного трансформатора, определенный согласно ГОСТ 14209-85	Коэффициент загрузки масляного трансформатора в нормальном режиме
	двухтрансформаторная подстанция	трехтрансформаторная подстанция
1,0	0,5	0,666
1,1	0,55	0,735
1,2	0,6	0,8
1,3	0,65	0,86
1,4	0,7	0,93

Производитель электрооборудования, предлагая покупателю трансформатор, предоставляет сведения о разрешенных перегрузках.

По нормам СН 174-75 «Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий» для каждого объекта принимают различные коэффициенты загрузки:

Двухтрансформаторная подстанция для нагрузки I категории – 0,65 до 0,7.
Подстанция с одним трансформатором с резервированием для нагрузки II категории – от 0,7 до 0,8.
Для нагрузки категории II и III с использованием резерва – 0,9-0,95.

Таким образом, можно сделать вывод, что нормальный режим трансформатора – это загруженность на 90 или даже 95%.

Выбор трансформатора по расчетной мощности заключается в сравнении полной мощности объекта (кВА) и интервалами допустимой нагрузки тр-ров для различных типов потребителей в аварийном и нормальном режимах работы. Руководствуются методикой выбора мощности силового трансформатора и нормативными документами.

Какое время допускается работать пэс с перегрузкой

приказом Минэнерго России от 28 декабря 2020 года N 1195 (Официальный интернет-портал правовой информации www.pravo.gov.ru, 28.04.2021, N 0001202104280030) (о порядке вступления в силу см. пункт 2 приказа Минэнерго России от 28 декабря 2020 года N 1195).

1. Утвердить прилагаемые:

изменения, которые вносятся в Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, утвержденные приказом Минэнерго России от 19 июня 2003 г. N 229 (зарегистрирован Минюстом России 20 июня 2003 г., регистрационный N 4799), с изменениями, внесенными приказом Минэнерго России от 13 сентября 2018 г. N 757 (зарегистрирован Минюстом России 22 ноября 2018 г., регистрационный N 52754).

2. Настоящий приказ вступает в силу по истечении тридцати дней со дня его официального опубликования.

3. Требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, и ее поддержанию, утвержденные настоящим приказом, действуют до 31 августа 2027 г.

(Пункт дополнительно включен с 1 сентября 2021 года приказом Минэнерго России от 28 декабря 2020 года N 1195, действует до 31 августа 2027 года)

в Министерстве юстиции

28 марта 2019 года,

регистрационный N 54199

Приложение N 1

к приказу Минэнерго России

от 8 февраля 2019 года N 81

Требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, и ее поддержанию

(с изменениями на 28 декабря 2020 года)

I. Общие положения

1. Настоящие требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, и ее поддержанию устанавливают требования к длительно допустимой токовой нагрузке, аварийно допустимой токовой нагрузке (с учетом допустимых величины и длительности перегрузки) трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, входящих в Единую энергетическую систему России или технологически изолированные территориальные электроэнергетические системы, а также к методам поддержания перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов.

2. Настоящие требования распространяются на следующие силовые масляные трансформаторы и автотрансформаторы общего назначения классом напряжения от 110 кВ до 750 кВ включительно (далее — трансформаторы (автотрансформаторы):

трансформаторы и автотрансформаторы трехфазные мощностью 5 МВА и более;

трансформаторы и автотрансформаторы однофазные мощностью 1 МВА и более.

Настоящие требования не распространяются на установленные на объектах по производству электрической энергии повышающие двухобмоточные трансформаторы, обеспечивающие выдачу мощности подключенного к обмотке низшего напряжения генерирующего оборудования.

(Абзац дополнительно включен с 1 сентября 2021 года приказом Минэнерго России от 28 декабря 2020 года N 1195, действует до 31 августа 2027 года)

3. Выполнение настоящих требований является обязательным для субъектов электроэнергетики и потребителей электрической энергии, владеющих на праве собственности или ином законном основании объектами по производству электрической энергии и (или) объектами электросетевого хозяйства (далее — владельцы объектов электроэнергетики), субъектов оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике и организаций, осуществляющих проектирование объектов электроэнергетики.

4. Владельцы объектов электроэнергетики должны определять перегрузочную способность принадлежащих им трансформаторов (автотрансформаторов), поддерживать в актуальном состоянии информацию о длительно допустимой и аварийно допустимой токовой нагрузке трансформаторов (автотрансформаторов) и предоставлять ее в диспетчерские центры субъекта оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике по трансформаторам (автотрансформаторам), относящимся к объектам диспетчеризации, в соответствии с требованиями к составу, объему, формам, формату, срокам и периодичности их предоставления, установленными правилами предоставления информации, необходимой для осуществления оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, утверждаемыми уполномоченным федеральным органом исполнительной власти в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 13.08.2018 N 937 "Об утверждении Правил технологического функционирования электроэнергетических систем и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации". При изменении перегрузочной способности трансформатора (автотрансформатора) информация об актуальных значениях указанных в пункте 5 настоящих требований показателей, характеризующих перегрузочную способность трансформатора (автотрансформатора), с указанием причин их изменения должна быть предоставлена владельцем объекта электроэнергетики в диспетчерские центры субъекта оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике не позднее трех рабочих дней со дня такого изменения.

II. Требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов

5. Перегрузочную способность трансформатора (автотрансформатора) следует определять и оценивать на основании следующих показателей:

коэффициент допустимой длительной перегрузки без ограничения длительности при определенной температуре охлаждающей среды (далее — коэффициент допустимой длительной перегрузки);

коэффициент допустимой аварийной перегрузки при определенной температуре охлаждающей среды (далее — коэффициент допустимой аварийной перегрузки);

продолжительность работы трансформатора (автотрансформатора) с нагрузкой, определенной с использованием коэффициента допустимой аварийной перегрузки.

6. При работе трансформатора (автотрансформатора) с коэффициентом трансформации, соответствующим номинальному, коэффициент допустимой длительной перегрузки трансформатора (автотрансформатора) без ограничения длительности и коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформатора (автотрансформатора) должны определяться по следующей формуле:

, (1)

— допустимый ток трансформатора (автотрансформатора), А;

— номинальный ток трансформатора (автотрансформатора), А.

При работе трансформатора (автотрансформатора) с коэффициентом трансформации, отличным от номинального, коэффициент допустимой длительной перегрузки трансформатора (автотрансформатора) без ограничения длительности и коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформатора (автотрансформатора) должны определяться по следующей формуле:

, (2)

— номинальный ток ответвления обмотки, А.

Значение должно приниматься в соответствии с паспортными данными трансформатора (автотрансформатора).

7. При определении перегрузочной способности трансформатора (автотрансформатора) владельцем объекта электроэнергетики должна учитываться оценка технического состояния функциональных узлов "Изоляционная система", "Магнитопровод", "Обмотки трансформатора" (далее — функциональные узлы) такого трансформатора (автотрансформатора), выполненная в соответствии с методикой оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей, утвержденной приказом Минэнерго России от 26.07.2017 N 676 (зарегистрирован Минюстом России 05.10.2017, регистрационный N 48429) (далее — методика). Состав указанных функциональных узлов трансформатора (автотрансформатора) должен определяться в соответствии с методикой.

В случае если функциональные узлы трансформатора (автотрансформатора) имеют разные значения индексов технического состояния, определенных в соответствии с методикой, для определения перегрузочной способности такого трансформатора (автотрансформатора) положения настоящих требований применяются с учетом наименьшего индекса технического состояния его функциональных узлов.

8. Трансформаторы (автотрансформаторы) должны допускать длительную (без ограничения длительности) перегрузку по току любой обмотки на 5 процентов номинального тока ответвления, если напряжение на данном ответвлении не превышает номинального, независимо от температуры окружающей среды.

Коэффициенты допустимой длительной перегрузки трансформаторов (автотрансформаторов), определяемые с учетом пункта 9 настоящих требований, должны быть не менее значений, указанных в таблице 1 приложения к настоящим требованиям.

При определении коэффициентов допустимой длительной перегрузки трансформаторов (автотрансформаторов) без ограничения длительности для промежуточных значений температуры охлаждающего воздуха (воды), не указанных в таблице 1 приложения к настоящим требованиям, необходимо применять принцип линейной интерполяции, при этом значение коэффициента допустимой длительной перегрузки не должно превышать значение коэффициента аварийной перегрузки.

(Абзац в редакции, введенной в действие с 1 сентября 2021 года приказом Минэнерго России от 28 декабря 2020 года N 1195, действует до 31 августа 2027 года. — См. предыдущую редакцию)

9. Для трансформаторов (автотрансформаторов), находящихся в эксплуатации до 30 лет, в случаях превышения индексами технического состояния функциональных узлов значения "70" должны применяться коэффициенты допустимой длительной перегрузки, соответствующие режиму нагрузки с возможным повышенным износом изоляции.

Для трансформаторов (автотрансформаторов), находящихся в эксплуатации 30 лет и более, или в случаях, когда индексы технического состояния их функциональных узлов превышают значение "50" и не превышают значение "70", применяются коэффициенты допустимой длительной перегрузки, соответствующие нормальному режиму нагрузки (без возможного повышенного износа изоляции).

10. Коэффициенты допустимой аварийной перегрузки новых трансформаторов (автотрансформаторов), в том числе устанавливаемых взамен существующих, а также трансформаторов (автотрансформаторов), находящихся в эксплуатации до 30 лет и индексы технического состояния функциональных узлов которых превышают значение "70", должны быть не менее значений, указанных в таблицах 2-4 приложения к настоящим требованиям.

При определении коэффициентов допустимой аварийной перегрузки трансформаторов (автотрансформаторов), находящихся в эксплуатации до 30 лет и индексы технического состояния функциональных узлов которых превышают значение "70", для промежуточных значений температуры охлаждающего воздуха (воды), не указанных в таблицах 2-4 приложения к настоящим требованиям, необходимо применять принцип линейной интерполяции.

11. Коэффициенты допустимой аварийной перегрузки трансформаторов (автотрансформаторов), находящихся в эксплуатации 30 лет и более, или в случаях, когда индексы технического состояния их функциональных узлов превышают значение "50" и не превышают значение "70", должны быть не менее значений, указанных в таблицах 5-7 приложения к настоящим требованиям.

При определении коэффициентов допустимой аварийной перегрузки трансформаторов (автотрансформаторов), указанных в абзаце первом настоящего пункта, для промежуточных значений температуры охлаждающего воздуха (воды), не указанных в таблицах 5-7 приложения к настоящим требованиям, необходимо принимать величину коэффициента перегрузки не менее величины, предусмотренной для ближайшего большего значения температуры охлаждающего воздуха (воды), указанного в соответствующей таблице приложения к настоящим требованиям.

12. При определении коэффициентов допустимой аварийной перегрузки трансформаторов (автотрансформаторов) в соответствии с пунктами 10 и 11 настоящих требований для трансформаторов (автотрансформаторов) с естественным масляным охлаждением (система охлаждения М), с масляным охлаждением с дутьем и естественной циркуляцией масла (система охлаждения Д), с масляным охлаждением с дутьем и принудительной циркуляцией масла (система охлаждения ДЦ) температуру охлаждающей среды необходимо принимать равной температуре воздуха при перегрузке, а для трансформаторов (автотрансформаторов) с масляно-водяным охлаждением с принудительной циркуляцией масла (система охлаждения Ц) — температуре воды на входе в теплообменник.

13. Снижение допустимой аварийной перегрузки трансформаторов (автотрансформаторов) ниже величин, определенных в соответствии с пунктами 10 и 11 настоящих требований, допускается временно по решению владельца соответствующего объекта электроэнергетики, согласованному в отношении трансформаторов (автотрансформаторов), относящихся к объектам диспетчеризации, с субъектом оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, на период до выполнения указанным владельцем объекта электроэнергетики мероприятий, направленных на восстановление технических характеристик трансформаторов (автотрансформаторов).

Проект решения о снижении допустимой аварийной перегрузки трансформатора (автотрансформатора), направляемый на согласование субъекту оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, должен содержать предлагаемые величины коэффициента допустимой аварийной перегрузки трансформатора (автотрансформатора) и период, на который такие величины коэффициента допустимой аварийной перегрузки устанавливаются.

При получении от владельца объекта электроэнергетики указанного проекта решения субъект оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике должен в течение 10 рабочих дней рассмотреть и согласовать проект решения или в тот же срок направить владельцу объекта электроэнергетики обоснованные замечания к нему.

14. Требования к величине и длительности длительно допустимой и допустимой аварийной перегрузки трансформаторов (автотрансформаторов), указанные в пунктах 8-13 настоящих требований, должны обеспечиваться для любого ответвления обмотки (положения устройства регулирования напряжения под нагрузкой) трансформаторов (автотрансформаторов).

15. Длительно допустимая токовая нагрузка трансформаторов (автотрансформаторов) должна определяться с учетом пунктов 8 и 9 настоящих требований.

16. Аварийно допустимая токовая нагрузка трансформаторов (автотрансформаторов) должна определяться с учетом пунктов 10-12 настоящих требований.

17. Перегрузка трансформаторов (автотрансформаторов) в случаях, когда индексы технического состояния их функциональных узлов не превышают значения "50", не допускается.

Перегрузка силовых трансформаторов по нормам

1. Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

2. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

п. 2.1.21 ПТЭ П

3. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

Номинальный режим работы и допустимые перегрузки трансформаторов, автотрансформаторов и шунтирующих реакторов с масляной системой охлаждения

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях, передается по воздушным и кабельным линиям к центрам потребления и потребляется нагрузкой при различных значениях номинальных напряжений. Это обеспечивает наиболее экономичную работу электрических систем.
Для передачи электроэнергии ее напряжение повышают, что связано с необходимостью снижения потерь мощности и энергии в активных сопротивлениях сети. Поскольку эти потери обратно пропорциональны квадрату рабочего напряжения сети, то выгодно повышать рабочее напряжение до возможно более высокого уровня.
На приемных подстанциях электрических систем напряжение понижают до значений, при которых электроэнергия непосредственно потребляется нагрузкой или передается далее в распределительную сеть.
Преобразование напряжения из одного значения в другое осуществляют трансформаторами и автотрансформаторами* .
Автотрансформаторы широко применяют на подстанциях напряжением 150 кВ и выше благодаря их меньшей стоимости и меньшим суммарным потерям активной мощности в обмотках по сравнению с трансформаторами той же мощности. Потери мощности в стали автотрансформаторов также ниже по сравнению с трансформаторами.
На подстанциях дальних электропередач применяют шунтирующие реакторы. По своей конструкции они близки к трансформаторам и автотрансформаторам. Однако шунтирующие реакторы — это индуктивности, предназначаемые для компенсации емкостного сопротивления линий большой протяженности. Их включают непосредственно по концам линий сверхвысоких напряжений, подключают также к шинам среднего напряжения и к третичным обмоткам автотрансформаторов на подстанциях дальних электропередач. В эксплуатации находятся шунтирующие реакторы с отбором мощности. Такие реакторы имеют вторичные обмотки или ответвления от основной обмотки, используемые для подключения нагрузки.
Трансформаторы и реакторы рассчитываются на продолжительную работу в номинальном режиме.
Параметры номинального режима работы трансформаторов (напряжения, токи, частота и т. д.) указываются на заводском щитке каждого из них. При номинальных параметрах трансформаторы могут работать неограниченно долго, если условия охлаждающей среды соответствуют номинальным. Такими номинальными условиями окружающей среды являются:
— естественно изменяющаяся температура охлаждающего воздуха не более 40°С и не менее -45°С при масляно-воздушном охлаждении;
— температура охлаждающей воды у входа в охладитель не более 25°С при масляно-водяном охлаждении;
— среднесуточная температура воздуха не более 30°С.
Если температура воздуха или воды превышает соответственно 40 или 25°С, то нормы нагрева должны снижаться на столько градусов, на сколько градусов температура воздуха или воды превышает 40 и 25°С соответственно.
Под номинальной мощностью двухобмоточного трансформатора понимается мощность любой его обмотки (выраженная в киловольт-амперах или мегавольт-амперах). Обмотки понижающих трехобмоточных трансформаторов выполняются как на одинаковые, так и на разные мощности, поэтому под номинальной мощностью трехобмоточного трансформатора понимают мощность обмотки ВН.
Номинальный (линейный) ток IЛ , А , каждой обмотки определяется по ее номинальной мощности и соответствующему номинальному напряжению:

где SHOM — мощность обмотки, кВ·А; U hom — номинальное линейное напряжение обмотки, кВ.
Фазный ток при соединении обмоток в звезду равен линейному току Iф=IЛ , а при соединении обмоток в треугольник определяется по формуле .

Рис. 1.1. Принципиальная схема трехфазного автотрансформатора
Для трансформаторов, имеющих обмотки с ответвлениями, под номинальным током и напряжением понимается ток и напряжение ответвления, включенного в сеть.
В номинальном режиме работы трехобмоточные трансформаторы допускают любое сочетание нагрузок по обмоткам, если токи в них не превышают номинальных фазных токов.
Отличие автотрансформатора от трансформатора заключается в том, что две его обмотки электрически соединяются между собой, что обусловливает передачу мощности от одной обмотки к другой не только электромагнитным, но и электрическим путем. У многообмоточного автотрансформатора электрически соединены обмотки ВН и СН, а обмотка НН (третичная обмотка) имеет с ними электромагнитную связь (рис. 1.1). Три фазы обмоток ВН и СН соединяются в звезду, и общая нейтраль их заземляется: обмотки НН всегда соединяются в треугольник. Обмотка высшего напряжения каждой фазы состоит из двух частей: общей обмотки ОАт, или обмотки среднего напряжения, и последовательной обмотки АтА.
Наличие электрической связи между обмотками в автотрансформаторе предопределяет иное токораспределение, чем в трансформаторе. При работе автотрансформатора в номинальном режиме в его последовательной обмотке проходит ток IВН . Этот ток, создавая магнитный поток в магнитопроводе, индуктирует в общей обмотке ток I0 . Во вторичной цепи ток нагрузки IСН складывается из тока IВН , обусловленного электрической связью обмоток ВН и СН, и тока I0 , обусловленного магнитной связью этих же обмоток: IСН=IВН+I0 . Тогда ток в общей обмотке I0=IСН — IВН (при одинаковом cos j нагрузок).

Рис. 1.2. Схема включения амперметра для измерения тока в общей обмотке автотрансформатора: а — трехфазного; б — однофазного
Под номинальной мощностью автотрансформатора понимается мощность на выводах его обмоток ВН или СН, имеющих между собой автотрансформаторную связь. Она может быть определена как произведение номинального напряжения, подведенного к обмотке ВН, на номинальный ток, проходящий в последовательной обмотке:

Типовой мощностью автотрансформатора называют ту часть номинальной мощности, которая передается электромагнитным путем. Типовая мощность в а раз меньше номинальной:

Векторная диаграмма напряжения участка сети, питающегося от автотрансформатора

где — коэффициент выгодности автотрансформатора.
Чем ближе друг к другу значения UСН и UBH , тем меньше а и тем меньшую долю номинальной составляет типовая мощность. Магнитопровод и обмотки автотрансформатора выбираются по типовой (расчетной) мощности. В этом и заключается экономическая целесообразность автотрансформаторных конструкций. Однако отсюда должен быть сделан очень важный вывод: загружать последовательную и общую обмотки автотрансформатора в номинальном режиме работы более чем на SТИП нельзя.
В свою очередь, обязательное заземление нейтралей автотрансформаторов приводит к чрезмерному увеличению токов однофазного КЗ в сетях, что требует в ряде случаев принятия соответствующих мер для ограничения токов КЗ.
Наличие электрической связи между обмотками и сетями СН и ВН создает возможность перехода перенапряжений, появляющихся в сети одного напряжения, на выводы обмоток другого напряжения. Опасность перенапряжений для изоляции возрастает при отключении автотрансформатора с одной стороны. Для устранения воздействия перенапряжений на изоляцию автотрансформаторы со стороны СН и ВН защищают разрядниками, которые жестко (без разъединителей) присоединяют к шинам, отходящим от вводов.
Контролируют нагрузку в общей обмотке амперметром. Одним из способов включения амперметра может быть следующий: у трехфазного автотрансформатора — в одну фазу на сумму линейных токов IВН и IСН через трансформаторы тока с одинаковым коэффициентом трансформации (рис. 1.2, а), а у однофазных автотрансформаторов — через трансформатор тока, установленный непосредственно на выводе нейтрали одного из автотрансформаторов группы (рис. 1.2, б).

Рис. 1.3. Векторная диаграмма напряжения участка сети, питающегося от автотрансформатора с разземленной нейтралью при замыкании фазы на землю.
Обмотка НН понижающего автотрансформатора помимо своего основного назначения — создавать цепь с малым сопротивлением для прохождения токов третьих гармоник и тем самым избегать искажения синусоидального напряжения — используется для питания нагрузки, а также для подключения компенсирующих устройств и последовательно-регулировочных трансформаторов. Ее мощность выбирается не более типовой мощности S НН ≤ S ТИП , иначе размеры автотрансформатора определялись бы мощностью этой обмотки.
Отметим и некоторые трудности, возникающие в эксплуатации, в связи с широким применением автотрансформаторов.
Автотрансформаторы не пригодны для использования в сетях с разземленной нейтралью. Объясняется это недопустимым увеличением напряжения проводов относительно земли в сети СН при замыкании на землю в сети ВН, что показано отрезками ВАт и ВСт на векторной диаграмме рис. 1.3.
Режим работы. Для автотрансформатора характерны три рабочих режима: автотрансформаторный, трансформаторный и комбинированный трансформаторно-автотрансформаторный. Распределение токов по обмоткам в этих режимах работы рассмотрим на конкретном примере.
Возьмем автотрансформатор с номинальной мощностью SHOM= 125 МВ·А и с номинальным напряжением обмоток ВН 220 кВ ±2×2,5%, СН 110 кВ±2×2,5% и НН 11 кВ.
Коэффициент трансформации
коэффициент выгодности

Распределение токов в обмотках автотрансформатора

Рис. 1.4. Распределение токов в обмотках автотрансформатора в различных режимах выдачи мощности:
а — ВН®СН; б — ВН®НН; в — ВН®СН и одновременно ВН®НН. Показаны обмотки одной фазы

Кривые допустимых нагрузок S2 и S3 автотрансформатора

Рис. 1.5. Кривые допустимых нагрузок S2 и S3 автотрансформатора в режиме ВН®СН и одновременно ВН®НН
линейные номинальные токи

В автотрансформаторном режиме ВН ® СН (рис. 1.4, а) автотрансформатор может передавать полную номинальную мощность 125 МВ·А, хотя его обмотки и сердечник рассчитаны и фактически будут загружены типовой мощностью 62,5 MB·А, при этом токи в обмотках равны:
в последовательной

Мощность последовательной и общей обмоток (см. рис. 1.1):

В трансформаторном режиме ВН®НН (рис. 1.4, б) возможна передача только типовой мощности. Линейные номинальные токи равны:

ток в последовательной обмотке

ток в общей обмотке

Знак минус показывает, что ток направлен от начала к концу обмотки.
Комбинированный режим представляет наибольший интерес. Распределение токов при передаче номинальной мощности из сети 220 кВ в сеть СН и одновременно НН показано на рис. 1.4, в. Если передаваемая мощность распределяется поровну между обмотками СН и НН, т. е. по 62,5 МВ·А, то линейные токи равны:

ток в последовательной обмотке

ток в общей обмотке

хотя на стороне СН мощность выдается в сеть.
Если ток в обмотке ВН достиг номинального значения, то дальнейшее возрастание нагрузки СН должно сопровождаться соответствующим снижением нагрузки НН, и наоборот. Перераспределение нагрузок между обмотками СН и НН производится персоналом согласно местным инструкциям, при этом пользуются таблицами и графиками. В качестве примера на рис. 1.5 показано семейство кривых для определения нагрузок автотрансформатора, работающего при номинальной нагрузке обмотки ВН в режиме ВН®СН и одновременно ВН®НН. Соотношение мощностей зависит от нагрузки и выражается формулой

где S2 и S3 — относительные мощности по обмоткам СН и НН соответственно, выраженные в долях номинальной мощности автотрансформатора (S2= S СН /SНОМ и S3=SНН/SНОМ ); j 2 и j 3 — углы сдвига фаз токов обмоток СН и НН от напряжения обмотки ВН.
Допустимые перегрузки. Сроком естественного износа трансформатора, работающего в номинальном режиме, считается срок, равный примерно 20 годам. Этот срок определяется старением изоляции обмоток — бумаги, тканей, лаков и других материалов — под влиянием температур, превышающих допустимую для данного класса изоляции. Процесс старения ведет к изменению исходных электрических, механических и химических свойств изоляционных материалов.
По рекомендациям МЭК для нормального суточного износа изоляции трансформатора температура наиболее нагретой точки обмоток не должна превышать 98°С. Если температуру увеличить на 6°С, срок службы изоляции сократится почти вдвое. Здесь под температурой наиболее нагретой точки подразумевается температура наиболее нагретого внутреннего слоя обмотки верхней катушки трансформатора.
В энергосистемах трансформаторы работают с переменной нагрузкой в условиях непрерывно изменяющейся температуры охлаждающей среды. Большая часть из них не несет номинальной нагрузки в течение всего срока службы, и, таким образом, изоляция их недоиспользуется. Другая часть трансформаторов, наоборот, систематически перегружается, что ускоряет износ их изоляции. Очевидно, что то и другое экономически нецелесообразно. Оптимальным для трансформатора должен быть такой режим работы, при котором износ его изоляции был бы близок к расчетному. Наилучшее использование изоляции трансформаторов достигается загрузкой их в соответствии с так называемой нагрузочной способностью, при этом предусматриваются кратковременные режимы работы с перегрузкой. Согласно ПТЭ допустима длительная перегрузка масляных трансформаторов по току на 5%, если напряжение обмоток не выше номинального, при этом для обмоток с ответвлениями нагрузка не должна превышать 1,05 номинального тока ответвления. Однако в ряде случаев такой безоговорочно допустимой перегрузки для полного использования изоляции трансформатора оказывается недостаточно. Тогда продолжительность и значения перегрузок трансформаторов мощностью до 100 MB·А, изготовленных в соответствии с ГОСТ 11677-85, находят по графикам нагрузочной способности в зависимости от суточного графика нагрузки, эквивалентной температуры охлаждающей среды и постоянной времени трансформатора. Графики нагрузочной способности трансформаторов и методика пользования ими приведены в ГОСТ 14209-85. Применение указаний ГОСТ 14209-85 допускается и для трансформаторов мощностью более 100 MB·А, если в стандартах и технических условиях на такие трансформаторы нет иных указаний по нагрузочной способности.
Трансформаторы с расщепленными обмотками допускают такие же перегрузки каждой ветви, отнесенные к ее номинальной мощности, как и трансформаторы с нерасщепленными обмотками.
Систематические перегрузки, определяемые по графикам нагрузочной способности, допускаются не более 1,5-кратного значения номинального тока.
В эксплуатационной практике нередки случаи, когда при наступлении перегрузки у оперативного персонала отсутствует по той или иной причине суточный график нагрузки и персонал не может воспользоваться графиками нагрузочной способности для определения допустимой перегрузки. В таких случаях рекомендуется пользоваться данными табл. 1.1 и 1.2 в зависимости от системы охлаждения трансформатора. Согласно этим таблицам систематические перегрузки, допустимые вслед за нагрузкой ниже номинальной, устанавливаются в зависимости от превышения температуры верхних слоев масла над температурой охлаждающей среды, которое определяется не позднее начала наступления перегрузки. Заметим, что перегрузки, определяемые по табл. 1.1 и 1.2, в меньшей степени используют перегрузочную способность трансформаторов, чем перегрузки, определяемые по графикам нагрузочной способности, и превышения температуры отдельных частей перегружаемого трансформатора не выходит за пределы значений, допустимых нормами.
Помимо систематических перегрузок в зимние месяцы года допускаются 1%-ные перегрузки трансформаторов на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15%. Это правило применяется в том случае, когда максимум летнего графика нагрузки не превышал номинальной мощности трансформатора.
Таблица 1.1
Допустимая продолжительность перегрузки трансформаторов с охлаждением М (масляное с естественной циркуляцией масла внутри бака и воздуха снаружи) и Д (масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла)

Допустимая продолжительность перегрузки (ч. мин) при превышении температуры верхних слоев масла над температурой воздуха момент начала перегрузки, °С

3. Допустимые режимы работы трансформаторов.

3.1.1.Нормальным режимом работы трансформатора называется такой режим, на который рассчитан трансформатор и в котором он может работать при допустимых отклонениях основных параметров (напряжения, тока, частоты, температуры отдельных элементов) и нормальных условиях работы (климатическое исполнение, высота установки над уровнем моря).

3.1.2. Трансформаторы допускаются в работу с разземленной нейтралью обмотки ВН при условии защиты нейтрали соответствующим разрядником.

3.1.3. Эксплуатация трансформаторов допускается только при условии защиты его обмоток вентильными разрядниками или ограничителями перенапряжений, постоянно присоединенными к обмоткам согласно «Правил устройства электроустановок».

3.2. Допустимые режимы при изменении напряжения .

3.2.1. Допускается продолжительная работа трансформатора (при мощности не более номинальной) при напряжении на любом ответвлении обмотки на 10% выше номинального для данного ответвления.

При этом напряжение на любой обмотке должно быть не выше наибольшего рабочего (п.5.3.13 ПТЭ РФ).

3.2.2. Масляные трансформаторы допускают длительную перегрузку по току каждой из обмотки на 5% номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального.

Кроме того, трансформаторы допускают систематические перегрузки, значение и длительность которых регламентируется Типовой инструкцией по эксплуатации трансформаторов и заводскими инструкциями (п. 5.3.14 ПТЭ РФ).

3.3. Допустимые перегрузки (п. 5.3.15. Птэ рф).

3.3.1. В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры окружающей среды в следующих пределах:

Перегрузка по току, %

Длительность перегрузки, мин

Кроме того, допускается систематическая перегрузка масляных трансформаторов, значение и длительность которой регламентируется Типовой инструкцией по эксплуатации трансформаторов и инструкцией завода- изготовителя.

При аварийном отключении устройств охлаждения трансформаторов определяются требованиями заводской документации (п.5.3.16 ПТЭ РФ).

Трансформаторы КПГЭС практически не перегружаются, т.к. работают поблочно два генератора.

Включение генераторов другого блока ограничено пропускной способностью трансформаторов.

3.4. Допустимые режимы работы трансформаторов с системой охлаждения вида д.

3.4.1. Трансформаторы №1 и №2 оборудованы дутьевыми вентиляторами. На Т-1, Т-2 установлено по 10 вентиляторов, которые включаются автоматически при повышении температуры верхних слоев масла до +55 0 С или при достижении тока, равного 1,05 номинального, независимо от температуры масла и отключаются при снижении температуры до +50 0 С, если при этом ток нагрузки менее 1,05 номинального. Кроме того, вентиляторы Т-1 и Т-2 имеют дистанционное и местное управление.

3.4.2. При повреждении вентиляторов охлаждения возможно повышение температуры верхних слоев трансформатора выше 95ºС ,в этом случае необходимо разгрузить трансформатор и принять меры для быстрой замены неисправных вентиляторов.

3.4.3. При работе трансформатора в холодное время целесообразно поддерживать температуру верхних слоев масла на уровне не ниже 15 0 С во избежание ухудшения охлаждения его обмоток вследствие повышения вязкости масла.

3.4.4. Трансформаторы с системой охлаждения вида Д при нагрузке не более 60% от номинальной могут длительно работать с отключенными вентиляторами системы охлаждения, а при нагрузке более 60% от номинальной вентиляторы должны включаться при достижении температуры верхних слоев масла +55 0 С или при достижении тока, равного 1,05 номинального независимо от температуры масла.

Какое время допускается работать пэс с перегрузкой

Перегрузка силовых трансформаторов по нормам

1. Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

2. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

3. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

Какое время допускается работать пэс с перегрузкой

Какое время допускается работать пэс с перегрузкой

Перегрузка силовых трансформаторов (длительная допустимая и кратковременная аварийная)

1. Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

2. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

3. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

4. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ГОСТ 14209-97 (упрощенные таблицы)

Система охлаждения трансформаторов

Перечень НТД по вопросу перегрузки трансформаторов

Какая максимальная нагрузка допускается для масляных трансформаторов ?

Что переставляют из себя масляные трансформаторы и где они применяются

Допустимые нагрузки и перегрузки в трансформаторах

Допустимые нагрузки для оборудования общего назначения

Влияние нагрузок на работу масляного трансформатора

2.2.3. Допустимые перегрузки трансформаторов и автотрансформаторов

Читайте также

2.2. Обслуживание силовых трансформаторов и автотрансформаторов

2.2.2 Параметры и режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов

2.4. Параллельная работа трансформаторов

2.10. Повреждения при работе трансформаторов

5.3.3. Параллельная работа трансформаторов

5.3.4. Режим работы автотрансформаторов

5.3.6. Регулирование напряжения трансформаторов

5.3.7. Нагрузочная способность трансформаторов

5.3.8. Технические данные трансформаторов

5.3.9. Мощности и напряжения КЗ трансформаторов

5.3.12. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов на понижающих подстанциях

2.6. Дифференциальные защиты трансформаторов

3.4.1. Защита трансформаторов Т4, Т5, Т6

Приложение 8 Допустимые токовые нагрузки на неизолированные провода

Продукты, допустимые при аллергии

Перегрузка трансформатора – режим, сокращающий срок эксплуатации устройства

Допустимая перегрузка трансформаторов в нормальных и аварийных режимах.

Принцип работы

Перегрузочная способность масляных силовых трансформаторов

Советую почитать:

Основные характеристики

Режимы работы трансформатора

Перегрузка трансформатора, ее виды

Перегрузка масляных трансформаторов

Перегрузка трансформаторов тока

Перегрузка силовых трансформаторов (длительная допустимая и кратковременная аварийная)

Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ГОСТ 14209-97 (упрощенные таблицы)

Система охлаждения трансформаторов

Перечень НТД по вопросу перегрузки трансформаторов

Защита от перегрузки

Выбор силового трансформатора по расчетной мощности.

Какое время допускается работать пэс с перегрузкой

Приложение N 1

I. Общие положения

II. Требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов

Перегрузка силовых трансформаторов по нормам

1. Допустимая длительная перегрузка силовых трансформаторов по ПТЭ

2. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по ПТЭ

3. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора по Приказу Минэнерго РФ N250 от 06.05.2014 г.

Номинальный режим работы и допустимые перегрузки трансформаторов, автотрансформаторов и шунтирующих реакторов с масляной системой охлаждения

3. Допустимые режимы работы трансформаторов.

3.2. Допустимые режимы при изменении напряжения .

3.3. Допустимые перегрузки (п. 5.3.15. Птэ рф).

3.4. Допустимые режимы работы трансформаторов с системой охлаждения вида д.

Добавить комментарий Отменить ответ