Sovraccarico ammissibile dei trasformatori

A funzionamento dei trasformatori di potenza è necessario sovraccaricarli in determinati momenti della giornata, in modo che a causa del sottocarico in altri momenti, l'usura giornaliera dell'isolamento dell'avvolgimento dal surriscaldamento non sia superiore all'usura corrispondente alla modalità di funzionamento nominale del trasformatore , perché la variazione di temperatura dell'isolamento di 6 °C comporta una doppia variazione della sua durata utile.

La durata t del sovraccarico sistematico giornaliero ammissibile del trasformatore, calcolato dal coefficiente di carico in eccesso K2, dipende dal coefficiente di carico iniziale K1 del trasformatore, dalla sua potenza nominale Snom, dal sistema di raffreddamento, dalla costante di tempo di riscaldamento e dalla temperatura equivalente dell'aria di raffreddamento corrispondente a determinato periodo dell'anno.

I coefficienti K1 e K2 sono determinati dai rapporti delle correnti iniziali e massime equivalenti rispettivamente alla corrente nominale del trasformatore, e i valori equivalenti sono intesi come i loro valori quadratici medi prima dell'inizio del carico massimo e per il periodo del suo massimo.

I grafici della portata dei trasformatori DA CE2 (K1) corrispondenti al sovraccarico sistematico di diversa durata T (Fig. 1), consentono un dato stato iniziale del trasformatore, caratterizzato dal coefficiente K1 determinato dal programma di carico giornaliero Az(T) 10 ore prima dell'inizio del suo massimo e una data durata t di sovraccarico sistematico, trovare il fattore di sovraccarico ammissibile K2 per il periodo di carico massimo del trasformatore.

Riso. 1. Grafici della capacità di carico dei trasformatori trifase con una potenza nominale fino a 1000 kVA con circolazione naturale di aria e olio e un tempo di riscaldamento costante di 2,5 h a una temperatura equivalente dell'aria di raffreddamento di 20 ° C.

Temperatura equivalente dell'aria di raffreddamento - la sua temperatura costante alla quale si verifica la stessa usura dell'isolamento degli avvolgimenti di un trasformatore che trasporta un carico costante come con la temperatura dell'aria variabile esistente. A carico praticamente invariato e in assenza di sistematiche fluttuazioni giornaliere e stagionali, si assume la temperatura equivalente dell'aria di raffreddamento pari a 20°C.

Se la curva di carico medio massimo I(t) è inferiore in estate potenza nominale del trasformatore, quindi nei mesi invernali è consentito un ulteriore sovraccarico dell'1% del trasformatore per ogni percentuale del sottocarico estivo, ma non superiore al 15%, e il carico totale non deve essere superiore al 150% di quello nominale.

In caso di emergenza, consentire un sovraccarico a breve termine dei trasformatori superiore a quello nominale, che è accompagnato da una maggiore usura dell'isolamento dell'avvolgimento e da una diminuzione della durata dei trasformatori (vedi tabella).

Sovraccarichi ammissibili a breve termine dei trasformatori in modalità di emergenza

Trasformatori

sovraccarico a secco riempito d'olio di corrente super nominale, % durata del sovraccarico del trasformatore, min 60 5 200 1,5

Tali sovraccarichi sono consentiti per tutti i sistemi di raffreddamento, indipendentemente dalla modalità precedente, dalla temperatura dell'aria di raffreddamento e dalla posizione dei trasformatori, a condizione che la temperatura dell'olio negli strati superiori non superi i 115 ° C. Inoltre, per olio- trasformatori pieni funzionanti con fattore di carico iniziale K1 <0,93, è consentito un sovraccarico del 40% superiore alla corrente nominale per non più di 5 giorni per un tempo di carico massimo di una durata totale non superiore a 6 ore al giorno, con tutte le misure prese per migliorare il raffreddamento del trasformatore...

A un carico variabile di una sottostazione con più trasformatori, è necessario preparare un programma per l'accensione e lo spegnimento dei trasformatori funzionanti in parallelo al fine di ottenere modalità economiche del loro funzionamento.

In condizioni reali, è necessario deviare leggermente dalla modalità di progettazione in modo che il numero di commutazioni operative di ciascun trasformatore non superi dieci durante il giorno, ad es. non è necessario spegnere i trasformatori per meno di 2-3 ore.

A funzionamento in parallelo dei trasformatori il carico totale della cabina di trasformazione deve fornire un carico sufficiente per ciascuno di essi, come giudicato dalle letture dei rispettivi amperometri, la cui installazione per trasformatori con una potenza nominale di 1000 kVA e oltre è obbligatoria.

I moderni trasformatori funzionanti ad alta induzione magnetica non dovrebbero funzionare con un aumento significativo della tensione primaria, poiché questo è accompagnato da un aumento delle perdite di energia elettrica per il riscaldamento dei circuiti magnetici. Un aumento continuo della tensione primaria quando il trasformatore è caricato, che non supera quella nominale, è consentito fino al 5% della tensione di questo ramo e quando è caricato al 25% della potenza nominale - fino a 10 %, tollerabile anche sotto carico, che non superi la durata nominale fino a 6 ore giornaliere.

Il grado di irregolarità del carico nelle fasi del trasformatore non deve superare il 20%. È definito come:

Kn = (Azlyulka — AzSr. / Azcf) x 100,

dove, Azmax è la corrente della fase sovraccaricata al momento del massimo carico del trasformatore, AzCr. — la corrente media delle tre fasi del trasformatore contemporaneamente.