Методика расчета относительного срока службы трансформатора в распределительных сетях на этапе проектирования

Акиля Анверовна Галимова

Аннотация


При выборе мощности трансформатора на этапе проектирования необходимы количественные оценки надежности и долговечности работы электрооборудования, эффективности затрат на сооружение системы электроснабжения. Особенно актуален этот вопрос для распределительных сетей 6–10 кВ, так как существенная часть подстанций этого класса напряжений находится на балансе потребителя, и он несет затраты на проектирование, сооружение и эксплуатацию этих подстанций. Срок службы трансформатора, а также аппаратов высокого и низкого напряжения подстанций зависит от класса напряжения, условий эксплуатации, работы силового электрооборудования в нормальном и аварийном режимах, а также от коэффициента загрузки трансформатора в различных режимах работы. Для распределительных трансформаторов максимальное значение КПД возникает при коэффициенте загрузки β = 0,4 ÷ 0,5. На практике при выборе мощности трансформатора во многих случаях руководствуются экономическим коэффициентом загрузки, который равен β = 0,6 ÷ 0,7. В распределительных трансформаторах с естественным масляным охлаждением типа ON в установившемся режиме температура наиболее нагретой точки и металлических частей, соприкасающихся с изоляцией, не должна превышать 140 °C, температура, при которой обеспечивается нормальный срок службы трансформатора, — 98 °C. Превышение температуры на каждые 6 °C более 98 °C увеличивает скорость износа изоляции в 2 раза (так называемое 6-градусное правило), а, следовательно, значительно уменьшает срок службы трансформатора. Известно, что в 43,6 % случаев отказ работы трансформаторов мощностью до 2500 кВА происходит по причине нарушения изоляции. Основным компонентом, влияющим на температуру наиболее нагретой точки, является коэффициент загрузки β. В статье рассмотрены влияние коэффициента загрузки масляного трансформатора для комплектных наружных трансформаторных подстанций напряжением 6–10 кВ, причины уменьшения его срока службы, влияние коэффициента загрузки трансформатора на износ изоляции и уменьшение срока службы его безопасной эксплуатации. Приведены методика и результаты расчета относительного срока службы трансформатора в зависимости от коэффициента загрузки, определены критерии выбора коэффициента загрузки в зависимости от мощности, структуры и типа потребителей электроэнергии.

Полный текст:

PDF

Литература


Грачева Е.И., Наумов О.В., Садыков Р.Р. Учет потерь холостого хода трансформаторов в период эксплуатации при расчете потерь электроэнергии в распределительных сетях // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2016. № 1–2. С. 53–63.

Галимова А.А. Выбор мощности трансформатора при проектировании систем электроснабжения // Состояние и перспективы развития электротехнологии: матер. Междунар. науч.-техн. конф. (XVII Бенардосовские чтения), 29-31 мая 2013 г. Иваново: Электроэнергетика, 2013. Т. I. С. 245–248.

ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия.

Галимова А.А. Критерии выбора коэффициента загрузки силового трансформатора при проектировании подстанций распределительных сетей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2013. № 5-6. С. 66-71.

Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4–35 кВ и 110–1150 кВ. М.: Папирус Про, 2004. Т. II. 688 с.

ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91). Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.

Киш Л. Нагрев и охлаждение трансформаторов. М.: Энергия, 1980. 208 с.

Цирель Я.А., Поляков В.С. Эксплуатация силовых трансформаторов на электростанциях и в электрических сетях. Л.: Энергоатомиздат, 1985. 263 с.

Копылов И.П. Электрические машины: учебник для вузов. 5-е изд. М.: Высшая школа, 2006. 607 с.

Тульчинская Я.И. Оценка эффективности применения трансформаторов с низким коэффициентом загрузки // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2012. № 5. C. 580–590. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/authors/Tulchinskaya/Tulchinskaya_4.

pdf.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.