Что такое перегрузочная способность трансформатора
Приложение N 1. Требования к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, и ее поддержанию
ГАРАНТ:
Требования действуют до 31 августа 2027 г.
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
С изменениями и дополнениями от:
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.
Информация об изменениях:
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.
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:
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).
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.
Информация об изменениях:
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.
Информация об изменениях:
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).
Информация об изменениях:
Информация об изменениях:
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.
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.
15. Длительно допустимая токовая нагрузка трансформаторов (автотрансформаторов) должна определяться с учетом пунктов 8 и 9 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.
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).
Что такое перегрузочная способность трансформатора
ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ МАСЛЯНЫЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
General-purpose oil-immersed power transformers. Permissible loads
Дата введения 1985-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР
И.Д.Воеводин, О.И.Сисуненко, Б.С.Тимченко
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31.01.85 N 236
4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3916-82 и публикации МЭК 354-72*
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Вводная часть, приложение 4
6. Ограничение срока действия снято Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 27.06.91 N 1076 (ИУС 10-91)
7. Издание (июнь 2009 г.) с Изменением N 1, утвержденным в феврале 1988 г. (ИУС 5-88)
Настоящий стандарт устанавливает допустимые нагрузки силовых масляных трансформаторов общего назначения мощностью до 100000 кВА включительно с видами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц, соответствующие ГОСТ 11677.
Стандарт не распространяется на трансформаторы с направленным потоком масла в обмотках.
Стандарт устанавливает метод расчета допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок по задаваемым исходным данным, а также нормы таких нагрузок и перегрузок для суточного графика нагрузки трансформаторов с учетом температуры охлаждающей среды.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3916-82 в части метода расчета допустимых нагрузок и перегрузок трансформаторов и Публикации МЭК 354 (1972) в части метода расчета допустимых нагрузок и перегрузок трансформаторов по суточным двухступенчатым прямоугольным графикам нагрузки.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Значение и продолжительность допустимых нагрузок и перегрузок трансформаторов, а также расчетный износ витковой изоляции обмоток при аварийных перегрузках следует определять для прямоугольных двухступенчатых или многоступенчатых графиков нагрузки, в которые необходимо преобразовать исходные графики нагрузки в соответствии с приложением 1.
Параметры исходного графика нагрузки определяются по данным средств измерений, которыми оснащены трансформаторы, либо по результатам периодических измерений, предусмотренных «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей».
Нагрузка трансформатора свыше его номинальной мощности допускается только при исправной и полностью включенной системе охлаждения трансформатора.
1.2. Допустимые систематические нагрузки не вызывают сокращения нормируемого срока службы трансформатора, так как за продолжительность графика нагрузки обеспечивается нормальный или пониженный против нормального расчетный износ изоляции.
1.3. Допустимые аварийные перегрузки вызывают повышенный по сравнению с нормальным расчетный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению нормированного срока службы трансформатора, если повышенный износ впоследствии не компенсирован нагрузками с износом витковой изоляции ниже нормального.
1.4. При определении допустимых систематических нагрузок температуру охлаждающей среды за продолжительность графика нагрузки или за весь период повторения графика следует принимать равной среднему значению, если при этом температура положительна и ее изменение не превышает 12°С. При изменении температуры охлаждающей среды, превышающем 12°С, или при отрицательных значениях температуры охлаждающего воздуха необходимо использовать эквивалентное значение температуры, рассчитываемое в соответствии с приложением 2.
При определении допустимых аварийных перегрузок температуру охлаждающей среды принимают по ее измеренным значениям во время возникновения аварийной перегрузки. Допускается при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий и других объектов выбирать мощность трансформаторов по условиям аварийных перегрузок по табл.2 приложения 3. Нормы, указанные в табл.2 приложения 3, определены для предшествующей нагрузки, не превышающей 0,8 от номинальной.
1.5. При неравномерной нагрузке трансформатора по фазам допустимые нагрузки и перегрузки следует определять для наиболее нагруженной фазы обмотки.
1.6. Для трехобмоточных трансформаторов допустимые нагрузки и перегрузки следует определять для наиболее нагруженной обмотки.
1.7. Допустимые нагрузки и перегрузки трансформаторов с видом охлаждения Д при отключенных вентиляторах следует определять, исходя из номинальной мощности таких трансформаторов с видом охлаждения М.
1.8. Для трансформаторов с расщепленной обмоткой допускаются те же перегрузки, отнесенные к номинальной мощности каждой ветви, что и для трансформаторов с нерасщепленной обмоткой. Допускаются дополнительные перегрузки одной ветви за счет недогрузки другой, если об этом имеются указания в технической документации.
1.9. Допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки, как и износ витковой изоляции при аварийных перегрузках трансформаторов, для суточного двухступенчатого прямоугольного графика нагрузки следует определять по табл.1-16 и табл.1-19 приложения 8.
При необходимости определения максимальных допустимых нагрузок и перегрузок с повышенной точностью по измеренным значениям параметров трансформатора, а также при суточных повторяющихся двухступенчатых графиках с продолжительностью максимума нагрузки свыше 12 ч или при графиках нагрузки с циклом повторения, не равным суткам, как и при всех видах многоступенчатых графиков нагрузки, следует пользоваться методом расчета, приведенным в разд.2. В случае определения максимально допустимых аварийных перегрузок расчетом необходимо дополнительно учитывать требования п.4.5.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.10. Допускается использование норм допустимых нагрузок и перегрузок, отличающихся от указанных в п.1.9, но при обязательном условии, чтобы в этих нормах значения допустимых перегрузок и их продолжительности при прочих равных условиях не превышали бы значений, полученных расчетом по методу, приведенному в разд.2, с использованием при этом одних и тех же исходных данных и ограничений. Пример таких норм приведен в приложении 3.
При выборе мощности трансформаторов систем электроснабжения промышленных предприятий и других объектов допускается использование норм допустимых перегрузок по табл.2 приложения 3.
1.11. Максимальные значения допустимых нагрузок и перегрузок, рассчитываемых для обмоток трансформаторов, не должны ограничиваться нагрузочными характеристиками таких комплектующих трансформаторы изделий, как вводы, устройства переключения отводов обмоток, встроенных трансформаторов тока и измерителей температуры масла.
2. РАСЧЕТ ДОПУСТИМЫХ НАГРУЗОК, ПЕРЕГРУЗОК И ИЗНОСА ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК
2.1. Исходные данные для расчета и их условные обозначения
2.1.1. Исходные данные номинального режима:
— потери короткого замыкания, Вт;
— потери холостого хода, Вт;
— отношение потерь короткого замыкания к потерям холостого хода;
— превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды, °С;
— превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой охлаждающей среды, °С;
— превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях, °С;
— тепловая постоянная времени трансформатора, ч, при неизвестном ее значении допускается принимать по приложению 4;
— тепловая постоянная времени обмотки, ч.
2.1.2. Определяемые и другие принятые данные для расчета допустимых нагрузок и перегрузок:
— температура охлаждающей среды, °С;
— температура наиболее нагретой точки обмотки, °С;
— температура масла в верхних слоях, °С;
— превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой охлаждающей среды, °С;
— превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды, °С;
— превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях, °С;
— мощность нагрузки, кВА; определяется в соответствии с приложением 1;
— ток нагрузки, А; определяется в соответствии с приложением 1;
— подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при нагрузке ;
— подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при нагрузке или перегрузке ;
— продолжительность графика нагрузки в единицах времени; для суточного графика, ч;
— продолжительность нагрузки на двухступенчатом суточном графике нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий значение величины в момент окончания продолжительности ;
— интервал времени на продолжительности графика нагрузки, в единицах времени; для суточных графиков нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий величину в момент окончания интервала времени ;
— мгновенное значение времени на продолжительности графика нагрузки, в единицах времени; для суточных графиков нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий значение величины в данный момент времени;
— функциональная зависимость величины от времени;
Нагрузочная способность силовых трансформаторов
При выборе мощности трансформаторов нельзя руководствоваться только их номинальной мощностью, так как в реальных условиях температура охлаждающей среды, условия установки трансформатора могут быть отличными от принятых. Нагрузка трансформатора меняется в течение суток, и если мощность выбрать по максимальной нагрузке, то в периоды спада ее трансформатор будет не загружен, т.е. недоиспользована его мощность. Опыт эксплуатации показывает, что трансформатор может работать часть суток с перегрузкой, если в другую часть суток его нагрузка меньше номинальной. Критерием различных режимов является износ изоляции трансформатора.
Нагрузочная способность трансформатора
Рис.1. Построение двухступенчатого графика по
суточному графику нагрузки трансформатора
Допустимые систематические нагрузки
Допустимые систематические нагрузки трансформатора больше его номинальной мощности возможны за счет неравномерности нагрузки в течение суток. На рис.1 изображен суточный график нагрузки, из которого видно, что в ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума перегружен. При недогрузке износ изоляции мал, а во время перегрузки значительно увеличивается. Максимально допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наибольшая температура обмотки +140°С, наибольшая температура масла в верхних слоях +95°С и износ изоляции за время максимальной нагрузки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки не превышает +98°С (ГОСТ 14209-85). Для подсчета допустимой систематической нагрузки действительный график преобразуется в двухступенчатый (см. рис.1).
Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика определяется по выражению
Коэффициент максимальной нагрузки в интервале h=Δh1+Δh2+. +Δhp.
Таблица 1
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов при
выборе их номинальной мощности для промышленных подстанций
при предшествующей нагрузке, не превышающей 0,8
(по ГОСТ 14209-85)
Точный расчет максимально допустимых нагрузок и аварийных перегрузок, а также износ витковой изоляции производится на ЭВМ по вспомогательным схемам, приведенным в ГОСТ 14209-85.
Анализируя приведенные в ГОСТ 14209-85 таблицы допустимых аварийных перегрузок, можно сделать вывод, что трансформаторы с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц при первоначальной нагрузке не более 0.9Sном допускают перегрузку на 40% в течение 6ч при температуре охлаждающего воздуха не более +20°С и 30% в течение 4ч при температуре охлаждающего воздуха +30°С.