ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91): Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов. Расчет температуры. Часть 2.

Оглавление статьи читать тут

2.5 Расчет температуры в неустановившемся тепловом режиме трансформатора

Любое изменение режимов нагрузки рассматривается как ступенчатая функция.

Прямоугольный график нагрузки, используемый при составлении таблиц раздела 3 настоящего стандарта, состоит из одной ступени, направленной вверх, и через некоторое время одной ступени, направленной вниз.

Для непрерывно изменяющейся нагрузки ступенчатая функция применяется к меньшим интервалам времени, а для расчета температуры наиболее нагретой точки требуется программа машинного расчета (см. 2.8).

Превышение температуры масла трансформатора (например, в нижней части) в конце интервала времени t определяют по формуле:

где ??bi — начальное превышение температуры масла в нижней части;

??bu — установившееся превышение температуры масла в нижней части при нагрузке, прикладываемой в течение этого интервала времени;

?0 — постоянная времени масла;

При любом изменении нагрузки разность температур обмотки и масла трансформатора изменяется и достигает нового значения с характерной постоянной времени обмотки.

В соответствии с причинами, приведенными в 2.3.4, эта постоянная не принимается в расчет.

Принимается, что значение коэффициента нагрузки Кy в последнем выражении формулы (1) и двух последних выражениях формулы (2) мгновенно достигает нового значения.

2.6 Термический износ изоляции трансформатора

2.6.1 Закон термического износа

Кроме всех других воздействий, которыми можно было бы пренебречь, изоляция подвергается термохимическому износу.

Этот процесс является кумулятивным и приводит к недопустимому ее состоянию по некоторым критериям, согласно закону Аррениуса, период времени до достижения этого состояния в зависимости от скорости химической реакции выражается формулой:

Срок службы = е(?+?/T) — (5)

где ? и ? — постоянные;
T — абсолютная температура;

Для ограничения диапазона температуры можно пользоваться более простым экспоненциальным отношением Монтсингер:

Срок службы = е-?? — (6)

где ? — постоянная;
? — температура, °С;

Примечание: в настоящем стандарте используется отношение Монтсингер, которое, по приведенному выше определению, является упрощением основного, используемого в других руководствах по нагрузке, закона Аррениуса относительно термохимического износа.

Для рассматриваемого в настоящем стандарте диапазона температур использование отношения Монтсингер считается достаточным и, в сущности, дает оценку термического износа с запасом прочности.

Пока не существует единственного и простого критерия окончания срока службы, который мог бы быть использован для количественной оценки полезного срока службы изоляции трансформатора, однако можно сделать сравнения, основанные на скорости износа изоляции трансформатора .

Это величина, обратная сроку службы, выражаемая отношением Монтсингер

Скорость износа = постоянная X е-(?+?/T)

Значение постоянной в этом уравнении зависит от многих факторов: первоначального состава целлюлозных продуктов (смесь исходных материалов, химические добавки) и параметров окружающей среды (содержание влаги, свободного кислорода в системе).

Однако независимо от этих изменений в интервале температуры от 80 до 140 °С, соответствующей реальным условиям, коэффициентом изменения температуры допускается принимать постоянное значение ?.

При определении его значения учитывают тот факт, что скорость износа удваивается при каждом изменении температуры приблизительно на 6 °С; такое значение принято в настоящем стандарте.

Скорость износа определяется температурой наиболее нагретой точки.

Для трансформаторов, соответствующих требованиям ГОСТ 11677, эталонное значение этой величины при номинальной нагрузке к нормальной температуре охлаждающей среды принимается равным 98 °С.

В настоящем стандарте относительная скорость износа при этой температуре принимается равной единице.

Во многих трансформаторах применяется термически высококачественная изоляция.

Поскольку в ГОСТ 3484.2 этот вид изоляции для масляных трансформаторов не рассматривается, то допустимые пределы превышения температуры, обусловленные улучшением термической стойкости изоляции, устанавливаются по согласованию между изготовителем и потребителем.

В большинстве случаев трансформаторы с такой изоляцией имеют нормальный предполагаемый срок службы при базовой температуре наиболее нагретой точки 110 °С.

2.6.2 Относительная скорость термического износа изоляции

Для трансформаторов, отвечающих требованиям ГОСТ 11677, относительная скорость термического износа изоляции трансформаторов принята равной единице для температуры наиболее нагретой точки 98 °С, что соответствует работе трансформатора при температуре охлаждающей среды 20 °С и превышению температуры наиболее нагретой точки 78 °С.

Относительная скорость износа определяется по формуле:

— (7)

Из данных, приведенных ниже, следует, что эта формула содержит значительную зависимость относительной скорости износа изоляции от температуры наиболее нагретой точки:

2.6.3 Расчет сокращения срока службы

Сокращение срока службы, вызванное месячной, суточной или часовой нагрузкой при температуре наиболее нагретой точки 98 °С, выражается «нормальными» месяцем, сутками или часами.

Если нагрузка и температура охлаждающей среды постоянны в течение определенного периода времени, то относительное сокращение срока службы равно Vt, где t — рассматриваемый период времени.

То же самое относится к постоянному режиму нагрузки при изменяющейся температуре охлаждающей среды, если при этом используется базовое значение температуры охлаждающей среды (см. 2.7).

Обычно, когда изменяется режим нагрузки и температура охлаждающей среды, относительная скорость сокращения срока службы изменяется во времени.

Относительный износ изоляции трансформатора (или относительное сокращение срока службы) в течение определенного периода времени составит:

или  (8)

где n — порядковый номер интервала времени;
N — общее количество равных интервалов времен

2.7 Температура охлаждающей среды

2.7.1 Общие положения

Для трансформаторов наружной установки с воздушным охлаждением за температуру охлаждающей среды принимается действительная температура воздуха.

Для распределительных трансформаторов внутренней установки поправка на температуру охлаждающей среды приведена в 2.7.6.

Для трансформаторов с водяным охлаждением за температуру охлаждающей среды принимается температура воды на входе в теплообменник, которая во времени изменяется меньше, чем температура воздуха.

При перегрузке трансформатора продолжительностью более нескольких часов следует учитывать изменение температуры охлаждающей среды.

По желанию потребителя эти изменения можно учитывать при помощи одного из следующих методов:

а) использовать для расчета термического износа изоляции эквивалентную температуру охлаждающей среды; для расчета максимальной температуры наиболее нагретой точки использовать эквивалентную температуру охлаждающей среды и среднее значение месячных максимумов (2.7.2 и 2.7.5);

б) допускается непосредственно использовать кривую изменения фактической температуры (2.7.4);

в) допускается получить приблизительное значение изменяющейся температуры охлаждающей среды при помощи двойной синусоидальной функции (2.7.5).

2.7.2 Эквивалентная температура охлаждающей среды ?E.

Если температура охлаждающей среды трансформатора заметно изменяется при перегрузках, в тепловом расчете следует использовать ее эквивалентное значение, так как оно будет больше среднеарифметического значения.

Эквивалентная температура охлаждающей среды — это условно постоянная температура, которая в течение рассматриваемого периода времени вызывает такой же износ изоляции, как и изменяющаяся температура охлаждающей среды за такой же промежуток времени (сутки, месяц или год).

Если с увеличением температуры на 6 °С скорость износа изоляции удваивается и можно предположить, что изменение температуры охлаждающей среды происходит по синусоидальной форме, то эквивалентную температуру охлаждающей среды определяют по формуле:

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.