Меню

Длительный допустимый ток для трансформатора

Правильный выбор трансформатора тока по ГОСТу

Задача данной статьи дать начальные знания о том, как выбрать трансформатор тока для цепей учета или релейной защиты, а также родить вопросы, самостоятельное решение которых увеличит ваш инженерный навык.

В ходе подбора ТТ я буду ссылаться на два документа. ГОСТ-7746-2015 поможет в выборе стандартных значений токов, мощностей, напряжений, которые можно принимать для выбора ТТ. Данный ГОСТ действует на все электромеханические трансформаторы тока напряжением от 0,66кВ до 750кВ. Не распространяется стандарт на ТТ нулевой последовательности, лабораторные, суммирующие, блокирующие и насыщающие.

Кроме ГОСТа пригодится и ПУЭ, где обозначены требования к трансформаторам тока в цепях учета, даны рекомендации по выбору.

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

До определения номинальных параметров и их проверки на различные условия, необходимо выбрать тип ТТ, его схему и вариант исполнения. Общими, в любом случае, будут номинальные параметры. Разниться будут некоторые критерии выбора, о которых ниже.

1. Номинальное рабочее напряжение ТТ. Данная величина должна быть больше или равна номинальному напряжению электроустановки, где требуется установить трансформатор тока. Выбирается из стандартного ряда, кВ: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750.

2. Далее, перед нами встает вопрос выбора первичного тока ТТ. Величина данного тока должна быть больше значения номинального тока электрооборудования, где монтируется ТТ, но с учетом перегрузочной способности.

Приведем пример из книги. Допустим у статора ТГ ток рабочий 5600А. Но мы не можем взять ТТ на 6000А, так как турбогенератор может работать с перегрузкой в 10%. Значит ток на генераторе будет 5600+560=6160. А это значение мы не замерим через ТТ на 6000А.

Выходит необходимо будет взять следующее значение из ряда токов по ГОСТу. Приведу этот ряд: 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000, 25000, 28000, 30000, 32000, 35000, 40000. После 6000 идет 8000. Однако, некоторое электрооборудование не допускает работу с перегрузкой. И для него величина тока будет равна номинальному току.

Но на этом выбор первичного тока не заканчивается, так как дальше идет проверка на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях.

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

Формула проверки первичного тока ТТ на термическую устойчивость

Данная проверка показывает, что ТТ выдержит определенную величину тока КЗ (IТ) на протяжении определенного промежутка времени (tt), и при этом температура ТТ не превысит допустимых норм. Или говоря короче, тепловое воздействие тока короткого замыкания.

iуд — ударный ток короткого замыкания

kу — ударный коэффициент, равный отношению ударного тока КЗ iуд к амплитуде периодической составляющей. При к.з. в установках выше 1кВ ударный коэффициент равен 1,8; при к.з. в ЭУ до 1кВ и некоторых других случаях — 1,3.

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

Формула проверки первичного тока ТТ на динамическую устойчивость

В данной проверке мы исследуем процесс, когда от большого тока короткого замыкания происходит динамический удар, который может вывести из строя ТТ.

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

выбор первичного тока трансформатора тока по термической и электродинамической устойчивости

3. Третьим пунктом у нас будет проверка трансформатора тока по мощности вторичной нагрузки. Здесь важно, чтобы выполнялось условие Sном>=Sнагр. То есть номинальная вторичная мощность ТТ должна быть больше расчетной вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка представляет собой сумму сопротивлений включенных последовательно приборов, реле, проводов и контактов умноженную на квадрат тока вторичной обмотки ТТ (5, 2 или 1А, в зависимости от типа).

Величину данного сопротивления можно определить теоретически, или же, если установка действующая, замерить сопротивление методом вольтметра-амперметра, или имеющимся омметром.

Сопротивление приборов (амперметров, вольтметров), реле (РТ-40 или современных), счетчиков можно выцепить из паспортов, которые поставляются с новым оборудованием, или же в интернете на сайте завода. Если в паспорте указано не сопротивление, а мощность, то на помощь придет известный факт — полное сопротивление реле равно потребляемой мощности деленной на квадрат тока, при котором задана мощность.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

Не всегда приборы подключены последовательно и это может вызвать трудности при определении величины вторичной нагрузки. Ниже на рисунке приведены варианты подключения нескольких трансформаторов тока и значение Zнагр при разных видах коротких замыканий (1ф, 2ф, 3ф — однофазное, двухфазное, трехфазное).

формулы определения сопротивления по низкой стороне ТТ при различных схемах подключения

zр — сопротивление реле

rпер — переходное сопротивление контактов

rпр — сопротивление проводов определяется как длина отнесенная на произведение удельной проводимости и сечения провода. Удельная проводимость меди — 57, алюминия — 34,5.

Кроме вышеописанных существуют дополнительные требования для ТТ РЗА и цепей учета — проверка на соблюдение ПУЭ и ГОСТа.

Выбор ТТ для релейной защиты

Трансформаторы тока для цепей релейной защиты исполняются с классами точности 5Р и 10Р. Должно выполняться требование, что погрешность ТТ (токовая или полная) не должна превышать 10%. Для отдельных видов защит эти десять процентов должны обеспечиваться вплоть до максимальных токов короткого замыкания. В отдельных случаях погрешность может быть больше 10% и специальными мероприятиями необходимо обеспечить правильное срабатывание защит. Подробнее в ПУЭ вашего региона и справочниках. Эта тема имеет множество нюансов и уточнений. Требования ГОСТа приведены в таблице:

значения погрешностей ТТ для цепей РЗА по ГОСТ-7746-2015

Хоть это и не самые высокие классы точности для нормальных режимов, но они и не должны быть такими, потому что РЗА работает в аварийных ситуациях, и задача релейки определить эту аварию (снижение напряжения, увеличение или уменьшение тока, частоты) и предотвратить — а для этого необходимо уметь измерить значение вне рабочего диапазона.

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

К цепям учета подключаются трансформаторы тока класса не выше 0,5(S). Это обеспечивает бОльшую точность измерений. Однако, при возмущениях и авариях осциллограммы с цепей счетчиков могут показывать некорректные графики токов, напряжений (честное слово). Но это не страшно, так как эти аварии длятся недолго. Опаснее, если не соблюсти класс точности в цепях коммерческого учета, тогда за год набежит такая финансовая погрешность, что “мама не горюй”.

ТТ для учета могут иметь завышенные коэффициенты трансформации, но есть уточнение: при максимальной загрузке присоединения, вторичный ток трансформатора тока должен быть не менее 40% от максимального тока счетчика, а при минимальной — не менее 5%. Это требование п.1.5.17 ПУЭ7 допускается при завышенном коэффициенте трансформации. И уже на этом этапе можно запутаться, посчитав это требование как обязательное при проверке.

По требованиям же ГОСТ значение вторичной нагрузки для классов точности до единицы включительно должно находиться в диапазоне 25-100% от номинального значения.

Диапазоны по первичному и вторичному токам для разных классов точности должны соответствовать данным таблицы ниже:

значения погрешностей ТТ для цепей учета и измерения по ГОСТ-7746-2015

Исходя из вышеописанного можно составить таблицу для выбора коэффициента ТТ по мощности. Однако, если с вторичкой требования почти везде 25-100, то по первичке проверка может быть от 1% первичного тока до пяти, плюс проверка погрешностей. Поэтому тут одной таблицей сыт не будешь.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

предварительная таблица выбора ТТ по мощности

Пройдемся по столбцам: первый столбец это возможная полная мощность нагрузки в кВА (от 5 до 1000). Затем идут три столбца значений токов, соответствующих этим мощностям для трех классов напряжений — 0,4; 6,3; 10,5. И последние три столбца — это разброс возможных коэффициентов трансформаторов тока. Данные коэффициенты проверены по следующим условиям:

  • при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
  • при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Я рекомендую, если Вы расчетчик или студент, сделать свою табличку. А если Вы попали сюда случайно, то за Вас эти расчеты должны делать такие как мы — инженеры, электрики =)

К сведению тех, кто варится в теме. В последнее время заводы-изготовители предлагают следующую услугу: вы рассчитываете необходимые вам параметра тт, а они по этим параметрам создают модель и производят. Это выгодно, когда при выборе приходится варьировать коэффициент трансформации, длину проводов, что приводит и к удорожанию схемы и увеличению погрешностей. Некоторые изготовители даже пишут, что не сильно и дороже выходит, чем просто серийное производство, но выигрыш очевиден. Интересно, может кто сталкивался с подобным на практике.

Вот так выглядят основные моменты выбора трансформаторов тока. После выбора и монтажа, перед включением, наступает самый ответственный момент, а именно пусковые испытания и измерения.

Читайте также:  Ток потребления светодиодной ленты 12в

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Источник

Приложение N 1. Требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, и ее поддержанию

Приложение N 1
к приказу Минэнерго России
от 08.02.2019 г. N 81

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

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.

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.

9. Для трансформаторов (автотрансформаторов), находящихся в эксплуатации до 30 лет, в случаях превышения индексами технического состояния функциональных узлов значения «70» допускается применение коэффициентов допустимой длительной перегрузки, соответствующих 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 более 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 более 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 для ближайшего меньшего 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).

Читайте также:  Определите время работы стартера автомобиля при пуске двигателя если при силе тока 180

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.

III. Поддержание перегрузочной способности трансформаторов (автотрансформаторов)

18. В течение срока эксплуатации трансформаторов (автотрансформаторов) владельцы объектов электроэнергетики должны обеспечить контроль технического состояния их функциональных узлов, а также контроль технических параметров трансформаторов (автотрансформаторов), влияющих на их перегрузочную способность.

19. Контроль токовой нагрузки трансформаторов (автотрансформаторов) должен осуществляться для каждой из обмоток трансформаторов (автотрансформаторов).

В трехобмоточных автотрансформаторах, к обмоткам низкого напряжения которых подключены источники реактивной мощности или генерирующее оборудование, должен осуществляться контроль тока общей части обмотки высшего напряжения.

При неравномерной токовой нагрузке трансформатора (автотрансформатора) по фазам фактическую перегрузку трансформатора (автотрансформатора) необходимо определять по току обмотки наиболее нагруженной фазы.

Телеметрическая информация о фактической токовой нагрузке каждой обмотки автотрансформатора (трансформатора), относящегося к объектам диспетчеризации, должна передаваться субъекту оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике.

20. При эксплуатации трансформаторов (автотрансформаторов) контроль нагрева трансформатора (автотрансформатора) должен осуществляться по температуре верхних слоев масла и температуре наиболее нагретой точки.

21. При эксплуатации трансформаторов (автотрансформаторов) должен поддерживаться режим работы трансформатора (автотрансформатора), при котором параметры режима его работы (напряжение, ток, температура верхних слоев масла) не отклоняются от номинальных значений более чем допустимо согласно ГОСТ 11677-85 «Трансформаторы силовые. Общие технические условия», утвержденному и введенному в действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24.09.1985 N 3005 (Издательство стандартов, 1985, ИПК Издательство стандартов, 2002) и ГОСТ Р 52719-2007 «Трансформаторы силовые. Общие технические условия», утвержденному и введенному в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 09.04.2007 N 60-ст (Стандартинформ, 2007). При недопустимом нагреве автотрансформатора (трансформатора) его нагрузка должна быть снижена до устранения недопустимого нагрева.

22. При напряжении на любом ответвлении обмотки на 10 процентов выше номинального напряжения для данного ответвления допускается продолжительная работа трансформаторов (автотрансформаторов) при мощности не более номинальной. В указанном случае напряжение на любой обмотке трансформатора (автотрансформатора) должно быть не выше наибольшего рабочего напряжения, определяемого по ГОСТ Р 57382-2017 «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электроэнергетические системы. Стандартный ряд номинальных и наибольших рабочих напряжений», утвержденному и введенному в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16.01.2017 N 12-ст (Стандартинформ, 2017) (далее — ГОСТ Р 57382-2017).

Допустимые кратковременные повышения напряжения частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в ГОСТ Р 57382-2017.

23. Для обеспечения регулирования напряжения, в том числе в целях поддержания перегрузочной способности трансформаторов (автотрансформаторов), режимы работы устройств регулирования напряжения под нагрузкой трансформаторов (автотрансформаторов) должны соответствовать требованиям Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, утвержденных приказом Минэнерго России от 19.06.2003 N 229 (зарегистрирован Минюстом России 20.06.2003, регистрационный N 4799), с изменениями, внесенными приказом Минэнерго России от 13.09.2018 N 757 (зарегистрирован Минюстом России 22.11.2018, регистрационный N 52754).

Источник

Перегрузка трансформатора – режим, сокращающий срок эксплуатации устройства

Трансформатор – это электрический аппарат, служащий для преобразования переменного тока одного напряжения в другое. Принцип работы основан на электромагнитной индукции.

Какие бывают трансформаторы

Какие бывают трансформаторы

Виды трансформаторов

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

  1. 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).
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Трансформаторы напряжения, измерительные – по принципу работы схожи с силовыми трансформаторами. Отличие в назначении – используются в системах учета и контроля качества электрической энергии.

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

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

  1. Рабочий режим – когда устройство работает в соответствии с заданными техническими параметрами и в соответствии с предъявляемыми требованиями.
  2. Режим холостого хода – в данном режиме работы в первичной обмотке протекает ток холостого хода, вторичная сеть – разомкнута (нагрузка отсутствует);
  3. 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.

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.

  1. Систематические – вызванные суточным графиком работы. Такие режимы работы должны соответствовать допустимым коэффициентам перегрузки и времени их прохождения для каждого конкретного устройства.
  2. 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:

Тип нагрузки Трансформаторы
Распределительные средней мощности Большой мощности
Систематические
Значения электрического тока (относительных единиц) 1,5 1,5 1,3
Температура наиболее нагретого участка, °С 140 140 120
Температура охлаждающего реагента (масла) в верхнем слое, °С 105 105 105
Аварийные, продолжительные
Значения электрического тока (относительных единиц) 1,8 1,5 1,3
Температура наиболее нагретого участка, °С 150 140 130
Температура охлаждающего реагента (масла) в верхнем слое, °С 115 115 115
Аварийные, кратковременные
Значения электрического тока (относительных единиц) 2,0 1,8 1,5
Температура наиболее нагретого участка, °С См.примечания 160 160
Температура охлаждающего реагента (масла) в верхнем слое, °С См.примечания 115 115
  • 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.

Читайте также:  Как замерить зарядный ток аккумулятора мультиметром

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».

Источник



2.2.3. Допустимые перегрузки трансформаторов и автотрансформаторов

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

Читайте также

2.2. Обслуживание силовых трансформаторов и автотрансформаторов

2.2. Обслуживание силовых трансформаторов и автотрансформаторов 2.2.1. Термины и определения Трансформаторы и реакторы являются одним из наиболее массовых типов продукции электромашиностроительных заводов и самым распространенным видом электрооборудования на

2.2.2 Параметры и режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов

2.2.2 Параметры и режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов Наиболее широкое распространение получили масляные трансформаторы. Основным преимуществом масляных трансформаторов по сравнению с сухими является защищенность их обмоток от внешних воздействий, что

2.4. Параллельная работа трансформаторов

2.4. Параллельная работа трансформаторов Параллельная работа трансформаторов (автотрансформаторов) разрешается при следующих условиях:группы соединения обмоток одинаковы. Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединения обмоток,

2.10. Повреждения при работе трансформаторов

2.10. Повреждения при работе трансформаторов В процессе эксплуатации могут возникнуть неполадки в работе трансформаторов, с одними из которых трансформаторы могут длительно оставаться в работе, а при других требуется немедленный вывод их из работы.Причинами повреждений

5.3.3. Параллельная работа трансформаторов

5.3.3. Параллельная работа трансформаторов Параллельной работой двух или нескольких трансформаторов называется работа при параллельном соединении не менее чем двух основных обмоток одного из них с таким же числом основных обмоток другого трансформатора (других

5.3.4. Режим работы автотрансформаторов

5.3.4. Режим работы автотрансформаторов Для АТ характерны следующие основные режимы работы:1. Режимы ВН — СН и СН — ВН являются чисто автотрансформаторными режимами. В этих режимах может быть передана полная номинальная мощность АТ.2. Режимы ВН — НН и НН — ВН являются

5.3.6. Регулирование напряжения трансформаторов

5.3.6. Регулирование напряжения трансформаторов В соответствии с ГОСТ 11677—85 и стандартами на трансформаторы различных классов напряжений и диапазонов мощностей большинство силовых трансформаторов выполняются с регулированием напряжения, которое может осуществляться

5.3.7. Нагрузочная способность трансформаторов

5.3.7. Нагрузочная способность трансформаторов Нагрузочной способностью трансформаторов называется совокупность допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора. Исходным режимом для определения нагрузочной способности является номинальный режим работы

5.3.8. Технические данные трансформаторов

5.3.8. Технические данные трансформаторов Классификация трансформаторов отечественного производства по габаритам приведена в табл. 5.13.Таблица 5.13 Окончание табл.

5.3.9. Мощности и напряжения КЗ трансформаторов

5.3.9. Мощности и напряжения КЗ трансформаторов Мощности и напряжения КЗ трансформаторов и АТ 220–750 кВ установлены в ГОСТ 17544—85 и отражают сложившуюся в 60–70 гг. прошлого столетия ситуацию с развитием энергетики СССР и потребности в силовых трансформаторах в условиях

5.3.12. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов на понижающих подстанциях

5.3.12. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов на понижающих подстанциях Выбор количества трансформаторов (АТ) зависит от требований к надежности электроснабжения питающихся от ПС потребителей.В практике проектирования на ПС рекомендуется, как правило, установка

2.6. Дифференциальные защиты трансформаторов

2.6. Дифференциальные защиты трансформаторов Принцип действия дифференциальных защит основан на пофазном сравнении токов параллельно установленных защищаемых объектов (поперечные дифференциальные защиты) или токов до и после защищаемого объекта (продольные

3.4.1. Защита трансформаторов Т4, Т5, Т6

3.4.1. Защита трансформаторов Т4, Т5, Т6 Трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 0,63 МВ-А подключаются к электрической сети через предохранители. Предохранители для трансформаторов выбираются по следующим условиям:номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать

Приложение 8 Допустимые токовые нагрузки на неизолированные провода

Приложение 8 Допустимые токовые нагрузки на неизолированные провода Длительно допустимые токовые нагрузки на неизолированные провода зависят от условий их эксплуатации, места прокладки и т. д. Они определены ГОСТ 839-80 и регламентируются ПУЭ.Таблица

Продукты, допустимые при аллергии

Продукты, допустимые при аллергии Питание беременной женщины должно быть разнообразным и полноценным. Если беременная женщина исключила из своего рациона питания высокоаллергенные продукты, то что же она может употреблять в пищу?Допускаются к питанию:– мясо отварное

Источник