Скачать ГОСТ 14209-85 Трансформаторы силовые масляные общего назначения

Стандарт устанавливает допустимые нагрузки силовых масляных трансформаторов общего назначения мощностью до 100000 кВ-А включительно с видами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц, соответствующие ГОСТ 11677—75. 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
2 Расчет допустимых нагрузок, перегрузок и износа витковой изоляции обмоток
3 Нормы максимально допустимых систематических нагрузок трансформаторов
4 Нормы допустимых аварийных перегрузок трансформаторов
Приложение 1 Преобразование заданного или реального исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный прямоугольный
Приложение 2 Определение эквивалентной температуры охлаждающей среды
Приложение 3
Приложение 4 Тепловая постоянная времени трансформаторов
Приложение 5 Графический метод определения превышений температуры
Приложение 6 Примеры расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки и относительного износа витковой изоляции (без применения ЭВМ)
Приложение 7
Приложение 8 Определение относительного износа витковой изоляции трансформаторов при аварийных перегрузках

Министерство электротехнической промышленности СССР

Каталог ГОСТов: ГОСТ 14209-97: Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов

Код: ГОСТ 14209-97
Статус: Утратил силу

Название. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов

Title. Loading guide for oil-immersed power transformers

Описание. Настоящий стандарт распространяется на масляные трансформаторы. Стандарт содержит рекомендации по допустимым режимам нагрузок, превышающих номинальную мощность трансформаторов в пределах установленных ограничений

• Документ в формате MS Word (doc), Размер: 3.83 Мб

ГОСТ 14209-97 - Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов (МЭК 354-91) - ГОСТ - Нормы и правила - Материалы - Блокнот проектировщика (э

РУКОВОДСТВО ПО НАГРУЗКЕ СИЛОВЫХ МАСЛЯНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ГОСТ 14209-97
(МЭК 354-91)

Дата введения: 2002.01.01
Взамен: ГОСТ 14209-85

Настоящий стандарт распространяется на масляные трансформаторы, соответствующие требованиям ГОСТ 11677. Стандарт содержит рекомендации по допустимым режимам нагрузок, превышающих номинальную мощность трансформаторов в пределах установленных ограничений. Относительно печных трансформаторов, из-за особенностей их режимов нагрузки, следует пользоваться соответствующей консультацией у изготовителя.

В настоящем стандарте приведены указания по определению технически обоснованных режимов нагрузки силовых трансформаторов с точки зрения допустимых температур и термического износа. Даны рекомендации по эксплуатации трансформаторов с нагрузкой, превышающей номинальное значение, и рекомендации для потребителей по выбору соответствующих номинальных величин и условий нагрузки вновь устанавливаемых трансформаторов.

В стандарте приводятся математические модели для оценки возможных последствий различных режимов нагрузки, циклических или систематических, при различных температурах охлаждающей среды. Эти модели включают методики расчета допустимой температуры в трансформаторе, в частности, температуры наиболее нагретой точки обмотки. Эта температура, в свою очередь, используется для определения относительной скорости термического износа.

Стандарт содержит также рекомендации по ограничению допустимых нагрузок в соответствии с результатами расчета температуры. Настоящие рекомендации распространяются на трансформаторы различных категорий в зависимости от мощности и назначения, а также учитывают режимы нагрузки: режим постоянных нагрузок, режим систематических неаварийных нагрузок или режим кратковременных аварийных нагрузок.

Предисловие.
1. Общие положения
1.1 Область применения
1.2 Назначение
1.3 Определения
1.4 Основные ограничения и воздействия режима нагрузок, превышающих номинальные значения
1.5 Специальные ограничения для распределительных трансформаторов
1.6 Специальные ограничения для трансформаторов средней мощности
1.7 Специальные ограничения для трансформаторов большой мощности
2. Расчет температуры
2.1 Условные обозначения
2.2 Непосредственное измерение температуры наиболее нагретой точки
2.3 Расчетные тепловые характеристики
2.4 Расчет температуры в установившемся тепловом режиме
2.5 Расчет температуры в неустановившемся тепловом режиме
2.6 Термический износ изоляции трансформатора
2.7 Температура охлаждающей среды
2.8 Программа машинного расчета
3. Таблицы допустимых нагрузок
3.1 Ограничения, принятые в таблицах допустимых нагрузок
3.2 Метод преобразования реальных суточных графиков нагрузки в эквивалентные им суточные двухступенчатые прямоугольные графики
3.3 Нормальный продолжительный режим нагрузки
3.4 Нормальные режимы систематических нагрузок
3.5 Режим аварийных перегрузок
Приложение А. Эквивалентный номинальный режим автотрансформаторов
Приложение В. Альтернативный метод определения превышения средней температуры масла обмоток по результатам измерений при испытании на нагрев
Приложение С. Сведения, которые предоставляются в запросах и заказах
Приложение D. Определение параметров синусоидального изменения температуры охлаждающей среды
Приложение Е. Пример упрощенного применения руководства по нагрузке силовых масляных трансформаторов
Приложение G. Определение эквивалентной температуры охлаждающей среды
Приложение F. Уточненный метод преобразования реального графика нагрузки
Приложение Н. Упрощенные таблицы допустимых аварийных перегрузок
Приложение L. Примеры расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки и относительного износа витковой изоляции (без применения ЭВМ)
Приложение I. Таблицы допустимых систематических нагрузок с нормальным сокращением срока службы

Формат: Microsoft Word

Категория. ГОСТ | Добавлена. 03.11.2009

Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов - Нормативно-технические документы

3 Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст МЭК 354 (1991) «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов» с дополнениями, набранными курсивом

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 02.04.2001 №158-ст Межгосударственный стандарт ГОСТ 14209-97 введен в действие в качестве Государственного стандарта Российской Федерации с 01.01.2002.

5 Взамен ГОСТ 14209-85

1.1 Область применения. 2

1.2 Назначение. 2

1.3 Определения. 3

1.4 Основные ограничения и воздействия режима нагрузок, превышающих номинальные значения. 4

1.5 Специальные ограничения для распределительных трансформаторов. 6

1.6 Специальные ограничения для трансформаторов средней мощности. 6

1.7 Специальные ограничения для трансформаторов большой мощности. 7

2.1 Условные обозначения. 8

2.2 Непосредственное измерение температуры наиболее нагретой точки. 9

2.3 Расчетные тепловые характеристики. 9

2.4 Расчет температуры в установившемся тепловом режиме. 11

2.5 Расчет температуры в неустановившемся тепловом режиме. 11

2.6 Термический износ изоляции трансформатора. 12

2.7 Температура охлаждающей среды

Название на английском Loading guide for oil-immersed power transformers Область применения Настоящий стандарт распространяется на масляные трансформаторы. Стандарт содержит рекомендации по допустимым режимам нагрузок, превышающих номинальную мощность трансформаторов в пределах установленных ограничений Ключевые слова режим нагрузки (2), износ изоляции (2), температура обмотки (2), систематическая нагрузка (2), аварийная перегрузка (2), температура охлаждающей среды (2), масляный трансформатор (2) Дескрипторы (английский язык) loading, guide, oil-immersed power, transformers Термины и определения Раздел стандарта Разработчик Открытое акционерное общество "Украинский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения" ОАО "ВИТ" Статус документа утратил силу в РФ Взамен ГОСТ 14209-85 Дата введения в действие: 01.01.2002 Дата последнего изменения: 18.01.2010 Завершения срока действия: 27.03.2008 Вид стандарта: Стандарты на продукцию (услуги) Примечание: приказом № 73-ст от 28.03.2008 отменено постановление № 158-ст от 02.04.2001 о введении в действие на территории РФ ГОСТ 14209-97; на территории РФ действует ГОСТ 14209-85 Содержит требования IEC: IEC 60354(1991) Документ внесен организацией СНГ: Государственный комитет Украины по стандартизации, метрологии и сертификации Документ принят организацией СНГ: Межгосударственный Совет по стандартизации метрологии и сертификации Присоединившиеся страны: Азербайджанская Республика;Киргизская Республика;Республика Армения;Республика Беларусь;Республика Казахстан;Республика Молдова;Республика Таджикистан;Республика Узбекистан;Российская Федерация;Туркменистан;Украина Управление Ростехрегулирования: 530 - Отдел стандартизации и сертификации информационных технологий, продукции электротехники и приборостроения Разработчик МНД: Украина Код ОКП: 341180 Код ОКСТУ: 3411 Ссылки на: ГОСТ 3484.2-88 ; ГОСТ 11677-85 ; Все страницы Отдельные страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 >>

ГОСТ 14209-85

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.

2.1. 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;

- начальная нагрузка, предшествующая нагрузке или перегрузке , или нагрузка после снижения , в долях номинальной мощности или номинального тока; определяется в соответствии с приложением 1;

- подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при нагрузке ;

- нагрузка или перегрузка, следующая за начальной нагрузкой , в долях номинальной мощности или номинального тока, определяется в соответствии с приложением 1;

- 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;

- подстрочный индекс, обозначающий порядковый номер в числовом ряде величин;

2,718 - основание натуральных логарифмов.

2.1.3. Исходные данные к расчету износа витковой изоляции и ограничения допустимых нагрузок и перегрузок:

- базовая условно постоянная температура наиболее нагретой точки обмотки, при которой скорость расчетного износа витковой изоляции соответствует сроку службы трансформатора, условно принятому за единицу, °С;

для витковой изоляции класса нагревостойкости А 98 °С;

- максимально допустимое значение температуры наиболее нагретой точки обмотки:

для систематических нагрузок - 140 °С,

для аварийных перегрузок трансформаторов классов напряжения 110 кВ и ниже - 160 °С,

для трансформаторов напряжения свыше 110 кВ - 140 °С;

- максимально допустимые температуры масла в верхних слоях:

для систематических нагрузок - 95 °С,

для аварийных перегрузок - 115 °С;

- максимальная величина перегрузки:

для допустимых систематических нагрузок - 1,5,

для допустимых аварийных перегрузок - 2,0;

- температурный интервал, при изменении на который температуры наиболее нагретой точки обмотки расчетный износ витковой изоляции изменяется в два раза; принимать 6 °C, если нет других значений, определяемых из характеристик витковой изоляции "температура - срок службы";

- относительный расчетный износ витковой изоляции, как отношение износа при температуре наиболее нагретой точки обмотки за принятый промежуток времени к нормальному износу при базовой температуре за этот же промежуток времени, в единицах "нормального износа"; для суточного графика нагрузки - в "нормальных сутках" износа.

Единица "нормального износа" - износ витковой изоляции обмотки за принятое время при неизменной температуре проводника обмотки 98 °С.

2.2. Схемы распределения температуры

2.2.1. При расчете следует принимать упрощенную схему распределения температуры (черт.1), в которой приняты допущения.

Упрощенная схема распределения температуры масла и обмотки по высоте обмотки

- линейный размер по вертикали бака и обмотки; - превышение температуры; 1 - охлаждающая среда; 2 - изменение температуры масла в баке по высоте обмотки; 3 - изменение средней температуры частей (катушек) обмотки по ее высоте; 4 - наиболее нагретая точка обмотки

2.2.1.1. Температура масла изменяется линейно по высоте обмотки и не изменяется в верхней части бака.

2.2.1.2. Среднее превышение температуры участков винтовой или цилиндрической обмотки по условным их горизонтальным сечениям или по отдельным катушкам катушечной обмотки изменяется линейно по высоте обмотки и параллельно принятому изменению температуры масла.

2.2.1.3. Наиболее нагретая точка обмотки может быть расположена на различном расстоянии от верхнего края обмотки.

2.2.2. При расчете следует принимать упрощенную схему изменения превышений температуры масла и обмоток для двухступенчатого прямоугольного графика нагрузки по черт.2. который содержит допущения.

2.2.2.1. Температура охлаждающей среды за продолжительность графика нагрузки или в течение перегрузки принимается условно постоянной, в соответствии с п.1.4.

2.2.2.2. Температура наиболее нагретой точки обмотки в каждый момент времени определяется, как сумма трех составляющих

т.е. допускается, что превышения температуры и независимы от температуры охлаждающей среды в интервале ее изменения от 40 до минус 20 °С.

2.2.2.3. При нагрузках и перегрузках продолжительностью 0,5 ч и более не учитывается переходный процесс изменения температуры обмотки при ступенчатом изменении нагрузки, т.е. при этом тепловая постоянная времени обмотки не учитывается, а принимается, что температура обмотки при изменениях нагрузки мгновенно достигает нового установившегося значения и далее изменяется аналогично изменению температуры масла.

2.2.2.4. При расчете не учитывается изменение сопротивления обмоток, теплоемкости и вязкости масла с повышением температуры, вследствие практически приемлемой компенсации взаимного их влияния на температуру обмоток.

2.2.3. При кратковременных нагрузках и перегрузках продолжительностью менее 0,5 ч и при интервалах между перегрузками менее 4 температуру обмотки необходимо определять с учетом .

2.2.4. Изменения температуры в переходных тепловых процессах, т.е. при учете тепловых постоянных времени, принимать протекающими по экспоненциальному закону, а допустимые установившиеся значения температуры при этом достигаются за промежуток времени, равный четырем тепловым постоянным времени.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Изменения температуры масла и обмотки, соответствующие двухступенчатому прямоугольному графику нагрузки трансформатора

2.2.5. Если график нагрузки является многоступенчатым, то его следует разбить на участки с двухступенчатой или одноступенчатой нагрузкой. Расчет в этом случае проводится последовательно для каждого участка; при этом каждая предыдущая нагрузка является начальной для следующего участка графика и т.д.; в соответствии с черт.2 приложения 1.

2.3. Расчет температуры наиболее нагретой точки обмотки

2.3.1. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в установившемся тепловом режиме (при нагрузках или ) следует рассчитывать по формулам:

где - значения нагрузок.

Если неизвестны другие значения, то принимать:

0,9 и 1,6 - для трансформаторов с видами охлаждения М и Д;

1,0 и 1,8 - для трансформаторов с видами охлаждения ДЦ и Ц.

2.3.2. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме нагрева при продолжительности нагрузки 4 0,5 ч следует рассчитывать по формулам:

2.3.3. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме нагрева при продолжительности нагрузки 0,5 ч рассчитывать по формулам:

где - по формуле (6).

2.3.4. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме снижения температуры при длительности снижения 4 следует рассчитывать по формулам:

2.3.5. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме снижения температуры при длительности снижения следует рассчитывать по формулам:

где - по формуле (11).

2.3.6. Предварительное приближенное (без выполнения расчетов) определение превышения температуры наиболее нагретой точки обмотки при различных нагрузках и 0,5 ч двухступенчатого суточного графика нагрузки допускается производить по графикам приложения 5.

2.4. Расчет относительного износа витковой изоляции

2.4.1. Относительный износ витковой изоляции необходимо рассчитывать по каждому из участков преобразованного в прямоугольную форму графика нагрузки, каждый продолжительностью , как показано на черт.2 приложения 1. Затем по каждому интервалу следует рассчитать по формулам (2-14), где и заменить значениями .

Относительный расчетный износ витковой изоляции по каждому участку графика необходимо определять по формуле

Относительный износ за продолжительность графика нагрузки будет равен сумме относительных износов по всем участкам:

2.4.2. Относительный износ витковой изоляции допускается также определять по всему графику продолжительностью . В этом случае график также необходимо разделить на интервалов . Участки графика с неизменным значением принимают за один интервал. Участки графика с изменяющимся значением по экспоненте (неустановившийся режим при ) необходимо разделить на интервалы, руководствуясь правилом: продолжительность первого и второго интервалов от начала экспоненты не должны превышать 0,3 каждый, третьего и четвертого интервала - не более каждый, продолжительности последующих интервалов не ограничиваются. В каждом интервале следует провести линии среднего значения , а затем по каждому интервалу графика рассчитывать относительный износ по формуле

Относительный износ за продолжительность графика нагрузки следует определять по формуле (16).

2.4.3. Относительный износ витковой изоляции для суточного двухступенчатого прямоугольного графика нагрузки с продолжительностью максимальной нагрузки в интервале ч следует определять как сумму относительных износов по трем характерным участкам графика изменения температуры (см. черт.2) - с установившейся температурой, с повышением и снижением температуры

где и - повышение и снижение температуры наиболее нагретой точки обмотки, выражаемые формулами (5-7) и (10-12), но не для конечных значений интервалов времени и , а как функция их непрерывного изменения в этих интервалах.

2.4.4. Пример расчета и (без применения ЭВМ) приведен в справочном приложении 6.

2.5. Расчет допустимых нагрузок и перегрузок

2.5.1. Расчет максимальных допустимых нагрузок и перегрузок проводится в двух случаях:

с целью проверки допустимости предполагаемого графика нагрузки;

с целью определения возможных вариантов двухступенчатых суточных графиков нагрузки с максимальными при различных значениях и .

2.5.2. Расчетную проверку допустимости любого преобразованного в прямоугольную форму заданного графика нагрузки необходимо выполнять по формулам (15-18) расчета относительного износа витковой изоляции.

2.5.2.1. Графики нагрузки, при которых 1 и не превышаются соответствующие ограничения по п.2.1.3, следует относить к графикам допустимых систематических нагрузок.

2.5.2.2. Графики нагрузки, при которых 1 и не превышаются соответствующие ограничения по п.2.1.3, следует относить к графикам допустимых аварийных перегрузок.

2.5.3. Расчет максимальных допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок двухступенчатого суточного графика нагрузки необходимо выполнять итерационным методом, определяя по формулам (2-4), (5-7), (10-12) и равенства (18). Такой расчет следует выполнять на ЭВМ в соответствии с блок-схемами приложения 7.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.5.4. Предварительное приближенное (без выполнения расчетов) определение допустимых двухступенчатого суточного графика нагрузки с учетом ограничений по п.2.1.3, но без определения относительного износа витковой изоляции, допускается проводить по графикам приложения 5. По найденным из графиков значениям превышений температуры , и принятому или рассчитанному в соответствии с приложением 2 значению следует определять:

а затем проверить соблюдение условий и .

3. НОРМЫ МАКСИМАЛЬНЫХ ДОПУСТИМЫХ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ТРАНСФОРМАТОРОВ

3.1. В табл.1-7 приведены значения и для суточного двухступенчатого графика нагрузки трансформаторов при различных значениях и , рассчитанные в соответствии с приложением 7.

Допустимые нагрузки силовых масляных трансформаторов общего назначения

p>ГОСТ 14209—85 (СТ СЭВ 3916—82), введенный в действие с 1 /VII—1985 г. взамен ГОСТ 14209—69, несколько изменил методику определения допустимых нагрузок силовых масляных трансформаторов общего назначения; он распространяется на силовые масляные трансформаторы с системами охлаждения М, Д, ДЦ, Ц мощностью до 100 MBА включительно, соответствующие ГОСТ 11677—85, и не может быть непосредственно использован при определении допустимых нагрузок большинства силовых масляных трансформаторов электростанций и крупных подстанций, имеющих, как правило, трансформаторы мощностью 125 MBА и выше. Он не распространяется также на трансформаторы с принудительным направленным потоком масла в обмотках. Допустимая нагрузка силовых масляных трансформаторов мощностью более 100 MBА должна указываться заводом-изготовителем.

ГОСТ 14209—85 сохраняет математическую модель ГОСТ 14209—69 расчета температуры масла в верхних слоях, температуры наиболее нагретой точки обмотки и относительного износа изоляции. Сохранены также шестиградусное правило старения изоляции, максимально допустимые температуры масла в верхних слоях при систематических нагрузках (перегрузках) (95 °С) и при аварийных перегрузках (115 °С), а также нормированное (базовое) значение температуры обмотки в наиболее нагретой точке (98°С). Сохранен вид тепловой диаграммы трансформатора.

Изменению подверглись следующие положения.

1. Установлены дифференцированные ограничения на максимально допустимую температуру в наиболее нагретой точке обмотки:
140°С — для систематических нагрузок (перегрузок); 160 °С — для аварийных перегрузок трансформаторов 110 кВ и ниже;
140 °С — для аварийных перегрузок трансформаторов выше 110 кВ.

2. Установлены максимально возможные значения перегрузок (допустимые при определенных оговоренных условиях):
1,5 — при систематических нагрузках (перегрузках); 2 — при аварийных перегрузках.

3. Порядок преобразования реального или ожидаемого графика нагрузки трансформатора в двухступенчатый график в основном сохранен. Внесено уточнение (рисунок 1) в определении К2 и tп. Так, если

следует принимать в расчет данные значения К2. Если же К2<0,9 Кmax, то в расчет следует вводить К2` = 0,9 Кmax, а длительность перегрузки определять по выражению

1 — исходный график нагрузки; 2 — двухступенчатый прямоугольный график нагрузки
Рисунок 1 - Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный двухступенчатый прямоугольный график

4. В качестве температуры охлаждающей среды при определении систематических нагрузок (перегрузок) рекомендуется принимать среднее значение температуры за продолжительность рассматриваемого графика нагрузки, если при этом температура положительна и ее изменение не превышает 12 °С.

Если температура охлаждающей среды за время продолжительности графика нагрузки отрицательна или ее изменения превышают 12 °С, то рекомендуется в расчеты вводить эквивалентную температуру и график корректировки (рисунок 2).

1 — для трансформаторов с видами охлаждения М и Д; 2— для трансформаторов с видом охлаждения ДЦ
Рисунок 2 - График корректировки средних значений отрицательных температур охлаждающего воздуха

5. Рекомендуется приближенный графический метод определения превышения температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды и превышения температуры обмотки в наиболее нагретой точке над температурой масла в верхних слоях. Приводится соответствующая серия графиков (рисунки 3, 4).

а — для трансформаторов с видами охлаждения М и Д; б — для трансформаторов с видами охлаждения ДЦ и Ц
Рисунок 3 - Графики для определения θм при перегрузках трансформаторов

а — с видами охлаждения М и Д; б — с видами охлаждения ДЦ и Ц
Рисунок 4 - Графики определения θннт.м при перегрузках трансформаторов

6. Рекомендуется методика определения относительного износа витковой изоляции трансформаторов при аварийных перегрузках. Приводится соответствующая серия расчетных таблиц.

7. Для строгого определения температур масла и обмоток, а также относительного износа изоляции рекомендуется использование ЭВМ и предлагаются обязательные блок-схемы расчета.

8. Отмечается, что допустимые систематические нагрузки (перегрузки) не вызывают сокращения нормируемого срока службы трансформатора, поскольку износ изоляции при таких нагрузках (перегрузках) не превышает нормальный расчетный износ изоляции. Допустимые аварийные перегрузки вызывают повышенный по отношению к нормированному износ изоляции, что может привести к сокращению нормируемого срока службы трансформатора, если не будет компенсации износа изоляции при сниженных нагрузках.

Скачать ГОСТ 14209-85 Трансформаторы силовые масляные общего назначения

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.

1.1. 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 °C, 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 максимальных допустимых аварийных перегрузок расчетом необходимо дополнительно учитывать требования п. 4.5.

(Измененная редакция, Изм. № 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.

P_о.ном - 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;

?_об - тепловая постоянная времени обмотки, ч.

2.1.2. Определяемые и другие принятые данные для расчета допустимых нагрузок и перегрузок:

_охл - температура охлаждающей среды, °C;

_ннт - температура наиболее нагретой точки обмотки, °C;

_м - температура масла в верхних слоях, °C;

- превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой охлаждающей среды, °C;

- превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды, °C;

- превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях, °C;

S - мощность нагрузки, кВА ; определяется в соответствии с приложением 1;

I - ток нагрузки, А; определяется в соответствии с приложением 1;

- начальная нагрузка, предшествующая нагрузке или перегрузке K₂ ,или нагрузка после снижения K₂. в долях номинальной мощности или номинального тока; определяется в соответствии с приложением 1;

k₁- подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при нагрузке K₁ ;

- нагрузка или перегрузка, следующая за начальной нагрузкой K₁, в долях номинальной мощности или номинального тока, определяется в соответствии с приложением 1;

k₂- подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при нагрузке или перегрузке K₂ ;

Т - продолжительность графика нагрузки в единицах времени; для суточного графика, ч;

h- продолжительность нагрузки K₂ на двухступенчатом суточном графике нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий значение величины в момент окончания продолжительности h ;

t- интервал времени на продолжительности графика нагрузки, в единицах времени; для суточных графиков нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий величину в момент окончания интервала времени ?t ;

t - 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;

(t ) - функциональная зависимость величины от времени;

i - подстрочный индекс, обозначающий порядковый номер в числовом ряде величин;

е = 2,718 - основание натуральных логарифмов.

2.1.3. Исходные данные к расчету износа витковой изоляции и ограничения допустимых нагрузок и перегрузок:

_ннт.б - базовая условно постоянная температура наиболее нагретой точки обмотки, при которой скорость расчетного износа витковой изоляции соответствует сроку службы трансформатора, условно принятому за единицу, °С; для витковой изоляции класса нагревостойкости А ?_ннт.б = 98 °C;

_ннт.max - максимальное допустимое значение температуры наиболее нагретой точки обмотки:

для систематических нагрузок - 140 °C,

для аварийных перегрузок трансформаторов классов напряжения 110 кВ и ниже - 160 °C,

для трансформаторов классов напряжения свыше 110 кВ - 140 °C;

_м.max - максимальные допустимые температуры масла в верхних слоях:

для систематических нагрузок - 95 °C,

для аварийных перегрузок - 115 °C;

K_2max - максимальная величина перегрузки:

для допустимых систематических нагрузок - 1,5,

для допустимых аварийных перегрузок - 2,0;

- температурный интервал, при изменении на который температуры наиболее нагретой точки обмотки расчетный износ витковой изоляции изменяется в два раза; принимать. = 6 °C, если нет других значений, определяемых из характеристик витковой изоляции «температура - срок службы»;

F- относительный расчетный износ витковой изоляции, как отношение износа при температуре наиболее нагретой точки обмотки ?_ннт за принятый промежуток времени к нормальному износу при базовой температуре ?_ннт.б за этот же промежуток времени, в единицах «нормального износа»; для суточного графика нагрузки - в «нормальных сутках» износа.

Единица «нормального износа» - износ витковой изоляции обмотки за принятое время при неизменной температуре проводника обмотки 98 °С.

2.2. Схемы распределения температуры

2.2.1. При расчете следует принимать упрощенную схему распределения температуры (черт. 1), в которой приняты допущения.

Упрощенная схема распределения температуры масла и обмотки по высоте обмотки

l - линейный размер по вертикали бака и обмотки; - превышение температуры; 1 - охлаждающая среда;
2 - изменение температуры масла в баке по высоте обмотки; 3 - изменение средней температуры частей (катушек) обмотки по ее высоте; 4 - наиболее нагретая точка обмотки

2.2.1.1. Температура масла изменяется линейно по высоте обмотки и не изменяется в верхней части бака.

2.2.1.2. Среднее превышение температуры участков винтовой или цилиндрической обмотки по условным их горизонтальным сечениям или по отдельным катушкам катушечной обмотки изменяется линейно по высоте обмотки и параллельно принятому изменению температуры масла.

2.2.1.3. Наиболее нагретая точка обмотки может быть расположена на различном расстоянии от верхнего края обмотки.

2.2.2. При расчете следует принимать упрощенную схему изменения превышений температуры масла и обмоток для двухступенчатого прямоугольного графика нагрузки по черт. 2, который содержит допущения.

2.2.2.1. Температура охлаждающей среды за продолжительность графика нагрузки или в течение перегрузки принимается условно постоянной в соответствии с п. 1.4.

2.2.2.2. Температура наиболее нагретой точки обмотки в каждый момент времени t определяется, как сумма трех составляющих

т.е. допускается, что превышения температуры и независимы от температуры охлаждающей среды в интервале ее изменения от 40 до минус 20 °С.

2.2.2.3. При нагрузках и перегрузках продолжительностью 0,5 ч и более не учитывается переходный процесс изменения температуры обмотки при ступенчатом изменении нагрузки, т.е. при этом тепловая постоянная времени обмотки не учитывается, а принимается, что температура обмотки при изменениях нагрузки мгновенно достигает нового установившегося значения и далее изменяется аналогично изменению температуры масла.

2.2.2.4. При расчете не учитывается изменение сопротивления обмоток, теплоемкости и вязкости масла с повышением температуры, вследствие практически приемлемой компенсации взаимного их влияния на температуру обмоток.

2.2.3. При кратковременных нагрузках и перегрузках продолжительностью менее 0,5 ч и при интервалах между перегрузками менее 4?_об температуру обмотки необходимо определять с учетом ?_об.

2.2.4. Изменения температуры в переходных тепловых процессах, т.е. при учете тепловых постоянных времени, принимать протекающими по экспоненциальному закону, а допустимые установившиеся значения температуры при этом достигаются за промежуток времени, равный четырем тепловым постоянным времени.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Изменения температуры масла и обмотки, соответствующие двухступенчатому прямоугольному графику нагрузки трансформатора

2.2.5. Если график нагрузки является многоступенчатым, то его следует разбить на участки с двухступенчатой или одноступенчатой нагрузкой. Расчет в этом случае проводится последовательно для каждого участка; при этом каждая предыдущая нагрузка является начальной для следующего участка графика и т.д.; в соответствии с черт. 2 приложения 1.

2.3. Расчет температуры наиболее нагретой точки обмотки

2.3.1. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в установившемся тепловом режиме (при нагрузках K₁ или K₂ ) следует рассчитывать по формулам:

где K - значения нагрузок.

Если неизвестны другие значения, то принимать:

x = 0,9 и y = 1,6 - для трансформаторов с видами охлаждения М и Д;

х = 1,0 и y = 1,8 - для трансформаторов с видами охлаждения ДЦ и Ц.

2.3.2. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме нагрева при продолжительности нагрузки 4? > h. 0,5 ч следует рассчитывать по формулам:

2.3.3. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме нагрева при продолжительности нагрузки h < 0,5 ч следует рассчитывать по формулам:

где - по формуле (6).

2.3.4. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме снижения температуры при длительности снижения 4? > (t₃ - t₂ ). 4?_об следует рассчитывать по формулам:

2.3.5. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме снижения температуры при длительности снижения (t₃ - t₂ ) < 4?_об следует рассчитывать по формулам:

где - по формуле (11).

2.3.6. Предварительное приближенное (без выполнения расчетов) определение превышения температуры наиболее нагретой точки обмотки при различных нагрузках K₂ и h > 0,5 ч двухступенчатого суточного графика нагрузки допускается проводить по графикам приложения 5.

2.4. Расчет относительного износа витковой изоляции

2.4.1. Относительный износ витковой изоляции необходимо рассчитывать по каждому из m участков преобразованного в прямоугольную форму графика нагрузки, каждый продолжительностью ?t_i . как показано на черт. 2 приложения 1. Затем по каждому интервалу ?t_i следует рассчитать ?_ннт.i (t ) по формулам (2 - 14), где h и t заменить значениями ?t_i .

Относительный расчетный износ витковой изоляции по каждому участку графика необходимо определять по формуле

Относительный износ за продолжительность T графика нагрузки будет равен сумме относительных износов по всем участкам:

2.4.2. Относительный износ витковой изоляции допускается также определять по всему графику ?_ннт (t )продолжительностью T. В этом случае график ?_ннт (t ) также необходимо разделить на m интервалов ?t_i . Участки графика с неизменным значением ?_ннт принимают за один интервал. Участки графика с изменяющимся значением ?_ннт по экспоненте (неустановившийся режим при K = const) необходимо разделить на интервалы, руководствуясь правилом: продолжительность первого и второго интервалов от начала экспоненты не должна превышать 0,3? каждый, третьего и четвертого интервала - не более. каждый, продолжительность последующих интервалов не ограничиваются. В каждом интервале следует провести линии среднего значения ?_ннт.i . а затем по каждому интервалу ?t_i графика ?_ннт (t )рассчитывать относительный износ по формуле

Относительный износ за продолжительность графика нагрузки следует определять по формуле (16).

2.4.3. Относительный износ витковой изоляции для суточного двухступенчатого прямоугольного графика нагрузки с продолжительностью максимальной нагрузки в интервале (24 - 4?). h. 0,5 ч следует определять как сумму относительных износов по трем характерным участкам графика изменения температуры (см. черт. 2) - с установившейся температурой, с повышением и снижением температуры

где ?'_{ннт.(t )} и ?''_{ннт.(t )} - повышение и снижение температуры наиболее нагретой точки обмотки, выражаемые формулами (5 - 7) и (10 - 12), но не для конечных значений интервалов времени h и (t₃ - t₂ ), а как функция их непрерывного изменения в этих интервалах.

2.4.4. Пример расчета ?_{ннт.(t )} и F (без применения ЭВМ) приведен в приложении 6.

2.5. Расчет допустимых нагрузок и перегрузок

2.5.1. Расчет максимальных допустимых нагрузок и перегрузок проводится в двух случаях:

с целью проверки допустимости предполагаемого графика нагрузки;

с целью определения возможных вариантов двухступенчатых суточных графиков нагрузки с максимальными K₂ при различных значениях K₁ и h.

2.5.2. Расчетную проверку допустимости любого преобразованного в прямоугольную форму заданного графика нагрузки необходимо выполнять по формулам (15 - 18) расчета относительного износа витковой изоляции.

2.5.2.1. Графики нагрузки, при которых F. 1 и не превышаются соответствующие ограничения по п. 2.1.3, следует относить к графикам допустимых систематических нагрузок.

2.5.2.2. Графики нагрузки, при которых F > 1 и не превышаются соответствующие ограничения по п. 2.1.3, следует относить к графикам допустимых аварийных перегрузок.

2.5.3. Расчет максимальных допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок двухступенчатого суточного графика нагрузки необходимо выполнять итерационным методом, определяя K₂ по формулам (2 - 4), (5 - 7), (10 - 12) и равенства (18). Такой расчет следует выполнять на ЭВМ в соответствии с блок-схемами приложения 7.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.5.4. Предварительное приближенное (без выполнения расчетов) определение допустимых K₂ двухступенчатого суточного графика нагрузки с учетом ограничений по п. 2.1.3, но без определения относительного износа витковой изоляции, допускается проводить по графикам приложения 5. По найденным из графиков значениям превышений температуры . и принятому или рассчитанному в соответствии с приложением 2 значению ?_охл следует определять:

3.1. В табл. 1 - 7 приведены значения K₂ и h для суточного двухступенчатого графика нагрузки трансформаторов при различных значениях K₁ и ?_охл. рассчитанные в соответствии с приложением 7.

3.2. Нормы рассчитаны в соответствии с разд. 2 по следующим значениям параметров номинального режима трансформаторов:

. = 3 ч; х = 0,9 и у = 1,6 - для трансформаторов с видами охлаждения М и Д; допускается использование настоящих норм и для трансформаторов, у которых

. = 2 ч; x = 1,0 и у = 1,8 - для трансформаторов с видами охлаждения ДЦ и Ц;

3.3. Обозначение (+) указывает на то, что для данного режима нагрузки расчетное значение K₂ > 2,0, но допускается его любое значение в интервале 1,5 < K₂. 2,0 по согласованию с изготовителем трансформатора. Подчеркнутые значения K₂ также допускаются при этом же условии.

3.4. Для промежуточных значений K₁ и ?_охл. т.е. в интервале между указанными их значениями в таблицах, K₂ следует определять линейной интерполяцией за исключением случаев, когда h > (24 - 4?).

4.1. В табл. 8 - 14 приведены значения допустимых аварийных перегрузок K₂ в зависимости от значения начальных нагрузок К₁ при различных значениях температуры охлаждающей среды ?_охл для трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЗАДАННОГО ИЛИ РЕАЛЬНОГО ИСХОДНОГО ГРАФИКА НАГРУЗКИ ТРАНСФОРМАТОРА В ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ

1. Заданный или реальный исходный график нагрузки в виде зависимости изменения мощности S, передаваемой трансформатором во времени, должен быть преобразован в эквивалентный (в тепловом отношении) прямоугольный график нагрузки продолжительностью Т.

Допускается в качестве исходного графика нагрузки использовать график изменения тока нагрузки I во времени.

2. Преобразование исходного графика нагрузки в эквивалентный прямоугольный в соответствии с черт. 1 необходимо выполнять в следующей последовательности.

Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный двухступенчатый прямоугольный график

1 - исходный график нагрузки; 2 - двухступенчатый прямоугольный график нагрузки

2.1. На исходном графике провести линию номинальной нагрузки S_ном или номинального тока I_ном .

2.2. Пересечением линии номинальной нагрузки с исходным графиком на продолжительности T графика выделить участок наибольшей перегрузки продолжительностью h'.

2.3. Оставшуюся часть исходного графика нагрузки разбить на m интервалов ?t_i , исходя из возможности провести линию средней нагрузки в каждом интервале, а затем определить значения s₁, s₂. s_m .

2.4. Начальную нагрузку K₁ эквивалентного графика следует рассчитывать по формуле

2.5. Участок перегрузки h' на исходном графике разбить на p интервалов ?h_i . исходя из возможности провести линию средней нагрузки в каждом интервале, а затем определить значения s'₁. s'₂. . s'_p .

2.6. K'₂ эквивалентного графика предварительно рассчитывать по формуле

Затем следует сравнить полученное значение K'₂ с K_max исходного графика нагрузки; если K'₂. 0,9 K_max. то следует принимать K₂ = K'₂. если K₂ < 0,9 K_maxi . то следует принимать K₂ = 0,9 K_max. а продолжительность перегрузки h в этом случае следует скорректировать по формуле

3. Если характер исходного графика нагрузки не позволяет выполнить преобразования его в двухступенчатый (например, при примерном равенстве нескольких максимумов перегрузок) или при необходимости повышенной точности определения допустимого режима перегрузки расчетом по разд. 2, то такой исходный график необходимо представить прямоугольной ломаной линией, усредняющей нагрузку по всем интервалам ?t_i продолжительности T графика нагрузки, как показано на примере черт. 2.

Преобразование исходного графика в эквивалентный многоступенчатый прямоугольный при наличии нескольких максимумов перегрузок

1 - исходный график нагрузки; 2 - эквивалентный прямоугольный график нагрузки

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ

1. Эквивалентная температура охлаждающей среды - это такая условно постоянная за принятое время температура, при которой износ витковой изоляции обмотки равен износу ее за такое же время, но при изменяющейся температуре охлаждающей среды.

2. Эквивалентную температуру за любой промежуток времени (сутки, месяц, сезон, год) следует определять по формуле

где n. 12 - количество равных интервалов промежутка времени;

например: для суток - часы, для месяцев - сутки, для сезона - недели, для года - месяцы;

_охл.1. _охл.2. _охл.n - температура охлаждающей среды по каждому интервалу, °С.

3. Температуру охлаждающей среды по каждому интервалу следует принимать средней, если известно, что ее изменение за интервал не превышает 12 °C, или эквивалентной, рассчитываемой по вышеприведенной формуле с разделением интервала на еще меньшие равные части, если изменение температуры за интервал превышает 12 °С.

4. При отрицательных значениях средней температуры охлаждающего воздуха за интервал следует принимать скорректированное значение ?_охл - в соответствии с чертежом.

График корректировки средних значений отрицательных температур охлаждающего воздуха

1 - дня трансформаторов с видами охлаждения М и Д;

2 - для трансформаторов с видом охлаждения ДЦ

5. Среднее значение ?_охл.i следует определять измерениями или принимать данные местной метеослужбы, или данные СНиП ч. II, раздел А гл. 6 «Строительная климатология и геофизика» Госстроя СССР.

6. Допускается принимать значения годовой и сезонной эквивалентной температуры охлаждающего воздуха по населенным пунктам СССР, приведенные в таблице.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ТЕПЛОВАЯ ПОСТОЯННАЯ ВРЕМЕНИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

При определении допустимых нагрузок и перегрузок расчетным методом по разд. 2 следует принимать значения тепловых постоянных времени, которые в соответствии с ГОСТ 11677 должны содержаться в паспорте трансформатора. При отсутствии таких данных в паспортах трансформаторов, выпущенных после 1975 г. следует принимать значения тепловых постоянных времени, принятые в разд. 3.

Для трансформаторов, выпущенных до 1975 г. рекомендуется принимать значения тепловых постоянных времени трансформатора, приведенные в таблице.

ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕВЫШЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

1. Графики черт. 1 - 4 дают возможность, не прибегая к вычислениям, определить превышения температуры и по задаваемым значениям исходных данных, но с меньшей точностью по сравнению с расчетом.

2. Если температура наиболее нагретой точки обмотки ?_ннт или температура масла ?_м в верхних слоях, определяемые для предполагаемых аварийных перегрузок, по уравнению

будут превышать предельные допустимые значения ?_ннт.max = 160 °C и ?_м.max = 115 °С не более чем на 5 °С, то необходимо полученные с помощью графиков результаты проверить расчетом в соответствии с разд. 2.

3. Пример использования графиков.

3.1. Определить температуру наиболее нагретой точки обмотки ?_ннт трансформатора ТМН 6300/110, работающего по преобразованному в двухступенчатый суточному графику нагрузки:

начальная нагрузка K₁ = 0,57;

перегрузка K₂ = 1,42 в течение h = 2 ч;

температура охлаждающего воздуха принимается среднесуточной. _охл = 16 °С (изменение за сутки не более 12 °С).

3.2. Исходные данные трансформатора в номинальном режиме:

потери короткого замыкания Р_к.ном = 48,0 кВт;

потери холостого хода Р_о.ном = 9,6 кВт;

превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающего воздуха ; превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях ;

тепловая постоянная времени трансформатора. = 3,5 ч.

3.3. Превышение температуры масла определяют по трем графикам, как показано на черт. 1. Из точки K₁ = 0,57 вертикальной шкалы левого графика нужно провести горизонтальную линию до пересечения с линией d = 5,0. Затем следует опустить вертикаль до пересечения с линией и снова провести горизонтальную линию до левой шкалы среднего графика. То же надо проделать и на правом графике, но начиная с проведения горизонтали на правой шкале: от значения K₂ = 1,42 до линии d = 5,0 и затем через до правой шкалы среднего графика.

Полученные таким образом точки правой и левой шкал среднего графика соединяются между собой прямой линией. Из точки. = 3,5 ч на шкале значений постоянных времени среднего графика следует провести горизонтальную линию до пересечения с кривой линией продолжительности перегрузки h = 2 ч; из точки их пересечения надо опустить вертикаль до пересечения ее с линией, ранее соединившей точки правой и левой шкал среднего графика. Горизонтальная прямая, проведенная с этой точки к левой шкале среднего графика, пересекает ее в искомой точке .

3.4. Максимальная температура масла в верхних слоях, °C

3.5. Превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях определяется по графику черт. 3. Из точки K₂ = 1,4 горизонтальной оси проводится вертикально вверх прямая линия до пересечения с кривой, соответствующей (находится линейной интерполяцией между линиями 20 и 25 °С); затем горизонталь, проведенная из точки пересечения, пересекает вертикальную ось графика в искомой точке .

3.6. Температура наиболее нагретой точки обмотки, °C

Графики для определенияпри перегрузках трансформаторов с видами охлаждения М и Д

Графики для определенияпри перегрузках трансформаторов с видами охлаждения ДЦ и Ц

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРЫ НАИБОЛЕЕ НАГРЕТОЙ ТОЧКИ ОБМОТКИ И ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗНОСА ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ (БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ ЭВМ)

1. Расчеты ?_ннт и F производятся для суточного двухступенчатого прямоугольного графика нагрузки трансформатора ТМН-6300/110 по значениям параметров, приведенным в примере приложения 5.

1.1. Расчет максимального значения ?_ннт. °C, выполняется по формулам (5 - 7), (3), (4) и (12) п. 2.3 в случаях, если 4? > h. 0,5 ч:

Расчет подтверждает практически достаточную точность графического метода, приведенного в приложении 5.

1.1. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2. Аналогично, но используя формулы (2 - 4) и (10 - 12), рассчитывают и остальные характерные точки, по которым строится график ?_ннт (t ), приведенный на чертеже. График ?_ннт (t ) содержит три участка: а - участок неизменной температуры, продолжительностью 24 - h - 4? = 24 - 2 - 4 · 3,5 = 8 ч; б - участок повышения температуры, продолжительностью h = 2 ч; в - участок снижения температуры, продолжительностью 4? = 4 · 3,5 = 14 ч.

График нагрузки и соответствующие ему графики измерения температуры

1.3. Относительный износ витковой изоляции F за суточный график нагрузки, согласно формуле (16), является суммой относительных износов F_i по каждому интервалу ?t_i . на которые разделяется график ?_ннт (t ), в соответствии с указаниями п. 2.4.2.

Участок неизменной температуры принимается за один интервал ?t₁. Участок повышающейся температуры разделяется на два интервала ?t₂ и ?t₃ продолжительностью по 1 ч каждый. При этом выполняется условие (?t₂ = ?t₃ ) < 0,3. Участок понижающейся температуры разделяется на пять интервалов, из которых первые два ?t₄ и ?t₅ продолжительностью по 1 ч каждый; следующие два интервала ?t₅ и ?t₆ продолжительностью по 3 ч каждый (3 < ?) и последний интервал ?t₈ - оставшиеся 6 ч.

1.3.1. В каждом интервале ?t_i проводится горизонтальная линия средней температуры ?_ннт.i . пересекающая интервал так, чтобы верхняя и нижняя площади, ограничиваемые линией средней температуры и вертикалями интервала, были бы примерно равными.

По найденным таким путем значениям ?_ннт.i рассчитываются F_i :

Относительный износ витковой изоляции за суточный график нагрузки:

«нормальных суток» износа.

БЛОК-СХЕМА РАСЧЕТА ДОПУСТИМЫХ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

БЛОК-СХЕМА РАСЧЕТА ДОПУСТИМЫХ АВАРИЙНЫХ ПЕРЕГРУЗОК

для трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно *

* Для трансформаторов классов напряжения свыше 110 кВ все ограничивающие значения уменьшить на 20 °С.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. (Измененная редакция, Изм. № 1).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗНОСА ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПРИ АВАРИЙНЫХ ПЕРЕГРУЗКАХ

В табл. 2 - 17 приведены значения относительного износа F витковой изоляции для суточного двухступенчатого графика нагрузки с различными значениями K₁. h и K₂ при ?_охл = 20 °C, а также указаны границы предельных допустимых K₂ при различных значениях ?_охл и K₁.

Для определения относительного суточного износа F витковой изоляции при ?_охл. 20 °С необходимо износ, найденный по таблицам, умножить на коэффициент f. значения которого приведены в табл. 1.

Нормы рассчитаны в соответствии с разд. 2 по предельным значениям параметров номинального режима трансформаторов, указанным в п. 3.2.

Пример. Определить относительный суточный износ F витковой изоляции при допустимой аварийной перегрузке K₂ продолжительностью h = 2 ч для трансформатора ТМН-6300/110, работающего по суточному графику с начальной нагрузкой K₁ = 0,7 и при температуре охлаждающей среды ?_охл = 10 °С.

По табл. 4 находим для K₁ = 0,7 и ?_охл = 10 °C допустимую перегрузку K₂ = 1,8. Относительный износ изоляции при этом будет 21,19 · f = 21,10 · 0,32 = 6,78 «нормальных суток».

Для промежуточных значений K₁. h. _охл и f. т.е. в интервале между указанными их значениями в табл. 1 - 17, K₂ и относительный износ витковой изоляции следует определять линейной интерполяцией, за исключением случаев, когда h > (24 - 4?) ч.

Для трансформаторов классов напряжения свыше ПО кВ при температуре охлаждающей среды не более 20 °C необходимо применять нормы для температуры охлаждающей среды, увеличенной на 20 °С против ее значения, определяемого в соответствии с п. 1.4. Для температуры охлаждающей среды 30 °C и 40 °C значения F c учетом коэффициента f приведены в табл. 18 - 19.

Нормы рассчитаны по блок-схеме приложения 7, где индексами А. В. С. D. E. G указаны границы допустимых перегрузок при значениях температуры охлаждающей среды 30, 20, 10, 0, минус 10, минус 20 °С соответственно. Для приведения норм к виду табл. 2-17 границы допустимых перегрузок следует соединить линией и указать «допустимо до. ».

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 8.(Измененная редакция, Изм. № 1).

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 № 236

3. ВЗАМЕН ГОСТ 14209-69

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 № 1076 (ИУС 10-91)

7. Издание (июнь 2009 г.) с Изменением № 1, утвержденным в феврале 1988 г. (ИУС 5-88)

1. Общие положения. 1

2. Расчет допустимых нагрузок, перегрузок и износа витковой изоляции обмоток. 3

3. Нормы максимальных допустимых систематических нагрузок трансформаторов. 9

4. Нормы допустимых аварийных перегрузок трансформаторов. 11

Приложение 1. 13 Преобразование заданного или реального исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный прямоугольный

Приложение 2. 15 Определение эквивалентной температуры охлаждающей среды

Приложение 3. 18

Приложение 4. 19 Тепловая постоянная времени трансформаторов

Приложение 5. 19 Графический метод определения превышений температуры

Приложение 6 Примеры расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки и относительного износа витковой изоляции (без применения ЭВМ) 21

Приложение 7. 23 Блок-схема расчета допустимых систематических нагрузок

Приложение 8 Определение относитедьного износа витковой изолции трансформаторов при аварийных перегрузках. 26