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.
