5.2. Выбор и использование силовых трансформаторов

Вообще говоря, расчетный срок службы трансформатора обеспечивается при соблюдении условий:

S = S ' II — U • т=т

н.т ном' сеть нон' о.ср ном»

где 5j_1T — нагрузка трансформатора; £/_сеть — напряжение сети, к которой под­ключен трансформатор; т_оср — температура окружающей среды.

При проектировании, строительстве, пуске и эксплуатации эти условия никогда (что и согласуется с теорией техноценозов) не выполняются.

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора (авто­трансформатора) необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагруз­ка данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки. Гра­фик позволяет утверждать, соответствуют ли эксплуатационные условия за­грузки теоретическому сроку службы, определяемому заводом-изготовителем (обычно 20—25 лет).

184

Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп

Для определения относительного срока службы изоляции г. пользуются выражением

*ср ел

р<1(1 - Тно«)

(5.1)

или выражением для относительного износа изоляции:

^и '/''срел 'ном/' ^к '

(5.2)

где х — температура.

Относительный износ L_K показывает, во сколько раз износ изоляции при данной температуре больше или меньше износа при номинальной температу­ре. Зависимость относительного срока службы и относительного износа изо­ляции от температуры (рис. 5.1) приведены ниже:

т_и,°С.

80	86	92	98	104	ПО	116
8	4	2	1	0,5	0,25	0,125
0,125	0,25	0,5	1	2	4	8

Износ изоляции Я_и за время / оценивают по числу отжитых часов или су­ток Я_и = L_Ht или в общем случае, когда температура изоляции не остается по­стоянной во времени,

Я_и = JL(t)dt, (5.3)

о

где t_z — суммарный интервал времени, для которого определяется износ.

80

92

104

116

т, °С

Рис. 5.1. Зависимость относитель­ного износа L„ и относительного срока службы f._cpc„ изоляции транс­форматора от температуры обмотки

5.2. Выбор и использование силовых трансформаторов

185

Износ изоляции можно охарактеризовать средним износом за рассматри­ваемый интервал времени (но не средней температурой за тот же интервал времени):

L_cp = ±]L(t)dt=±J2⁶ dt; (5.4)

ho 'z о

в частности, среднесуточный износ изоляции равен

^=#^/24. (5.5)

От температуры изоляции т_и зависит число ее работы t при условии, что из­нос будет равен нормированному износу за сутки:

т„, °С 98 101,5 104 107,5 ПО 113,5 116 119,5 122 125 128 131,5

U ч 24 16 12 8 6 4 3 2 1,5 1,0 0,75 0,5

При т_и < 80 °С износ ничтожен и им можно пренебречь. Температура ох­лаждающей среды, как правило, не равна номинальной температуре и, кроме того, изменяется во времени. В связи с этим для упрощения расчетов исполь­зуют эквивалентную температуру охлаждающей среды т_оэк, под которой пони­мают такую неизменную за расчетный период температуру /_расч, при которой износ изоляции трансформатора будет такой же, как и при изменяющейся температуре охлаждающей среды т_о(0 в тот же период. Значение этой темпе­ратуры при неизменном превышении температуры в наиболее нагретой точке т_нт можно найти из уравнения

О ?К

-98 _т,

Я = |2 ⁶ dt=2 ⁶ . <⁵-⁶)

о

Эквивалентная температура за сутки т_{оэквсут}« х_оср. Эквивалентную темпе­ратуру за несколько месяцев или за год допускается принимать равной сред­немесячным температурам или определять по специальным графикам зависи­мости эквивалентных месячных температур от среднемесячных и среднегодо­вых, эквивалентных летних (апрель—август), осенне-зимних (сентябрь—март) и годовых температур от среднегодовых.

Определение превышения температуры основано на следующих положени­ях. По действующим стандартам под превышением температуры какой-либо части трансформатора подразумевается разность температур этой части и ох­лаждающей среды. Превышение средней температуры обмотки над температу­рой окружающей среды, определяемое по изменению сопротивления обмотки, не должно быть больше 65 °С. Наибольшее превышение температуры масла в баке (под крышкой бака трансформатора) над температурой охлаждающей сре­ды не должно быть больше 60 °С. Наибольшая допустимая температура охлаж­дающей среды т_о(0: для воздуха +40°, для воды +25 °С. Допустимые превыше-

186