ИЭ / 7 сем (станции+реле) / Расписанные билеты Лапидус v.1
.2.pdf
МЭК
1 2 3 4
1,2 – внутри бака
3,4 – снаружи бака
1,3 – среда
2,4 – способ циркуляции
Среда
A (air)
O (oil)
W (water)
L (Liquid) – ЖНД (жидкий негорючий диэлектрик (ε=5…6)
К ЖНД относятся: фталевая кислота, пентаэритрит, кремнеорганическая жидкость. Они токсичны и разрушают озоновый слой. ЖНД занимаются компании «Софексил», «Калория-2», «Совол», «Midel NF», «Bayelectrol».
Способ циркуляции
N (natural) – естественное
F (forced) – принудительное
D (direct) – направленное (это означает, что мало сразу попадает в обмотку по трубкам, но есть проблема, что шлам тогда попадает тоже в обмотку, а не оседает на дне бака)
Пример 1. Прямая задача
Трансформатор с Sном=2000 кВА в течение 22ч загружен наполовину, температура на улице +20°С. Насколько его можно перегрузить в оставшиеся 2ч?
Ответ: 2000·1,5=3000 кВА.
Пример 2. Обратная задача
S1=1000 кВА, t1=20ч
S2=1750 кВА, t2=4ч
θохл=+20°С
Sном = ?
Решение:
К2 = 2 = 1750 = 1,75 К1 1 1000
1 1000ном = К1 = 0,66 = 1520 кВА
или
2 1750ном = К2 = 1,15 = 1520 кВА
Ближайшая мощность трансформатора 1600 кВА
Ответ: Sном = 1600 кВА
5. Аварийные перегрузки
Они бывают:
-кратковременные
-продолжительные
Они возникают при внезапном выходе из строя параллельно включенных элементов.
Ограничения:
|
|
продолжительные |
|
|
кратковременные |
|
||||
|
Р |
|
С |
|
Б |
Р |
|
С |
|
Б |
I, о.е. |
1,8 |
|
1,5 |
|
1,3 |
2 |
|
1,8 |
|
1,5 |
θннт, °С |
150 |
|
140 |
|
130 |
- |
|
160 |
|
160 |
θвсм, °С |
115 |
|
115 |
|
115 |
- |
|
115 |
|
115 |
При θ = 130…160°С в жидкой и твёрдой изоляции газообразные включения могут выстраиваться в проводящие цепочки, приводя к пробою изоляции.
Продолжительность или кратковременность перегрузки оценивается по выходу или невыходу температуры на стабильный уровень. Для разных трансформаторов температура масла может стабилизироваться 0,5–4ч.
До 2019 года допустимые аварийные перегрузки трансформаторов регламентировались ПТЭ п. 5.3.15. Там были допустимые кратности вне зависимости от:
-времени и кратности предшествующих нагрузок
-температуры окружающей среды
-системы охлаждения трансформатора
Это плохо, поэтому появился приказ МинЭнерго №81 2019 года. Он расширил таблицы ПТЭ с учётом вышеизложенных критериев и с учётом индекса технической составляющей (ИТС), который регламентируется приказом МинЭнерго №676.
ННТ – наиболее нагретая точка
На большинстве трансформаторов непосредственный контроль ННТ отсутствует, поэтому приходится замерять θвсм.
Существуют трансформаторы с множеством датчиков температуры, с помощью которых температура ННТ измеряется непосредственно и с помощью оптоволокна передаётся в систему АСУТП.
Для связи температуры ННТ и ВСМ используют тепловые диаграммы.
Зависимость θ обмотки от высоты наверху немного нелинейная из-за экранирующего эффекта ярма.
Из-за другой θ на улице, а также из-за ухудшения функционирования системы охлаждения точка ВСМ может смещаться вправо. В ПТЭ написано, что при номинальной нагрузке трансформатора θвсм должна быть ≤ 90 для М и Д (масло и дутье), ≤ 75 для ДЦ и ≤ 70 для Ц.
Влияние θокр на улице на допустимую нагрузку трансформатора (в 4х столбцах справа указаны кратности нагрузки)
|
|
Р |
|
С и Б |
|
θокр, °С |
Δθннт, °С |
М |
М, Д |
ДЦ, Ц |
НДЦ, НЦ |
-25 |
123 |
1,37 |
1,33 |
1,31 |
1,24 |
-20 |
118 |
1,33 |
1,30 |
1,28 |
1,22 |
-10 |
108 |
1,25 |
1,22 |
1,21 |
1,17 |
0 |
98 |
1,17 |
1,15 |
1,14 |
1,11 |
+10 |
88 |
1,09 |
1,08 |
1,08 |
1,06 |
+20 |
78 |
1 |
1 |
1 |
1 |
+30 |
68 |
0,91 |
0,92 |
0,92 |
0,94 |
+40 |
58 |
0,81 |
0,82 |
0,83 |
0,87 |
Например, для трансформатора НЦ при -25°С превышение по мощности на 24% не является перегрузкой, а при +40°С его надо разгрузить как минимум на 13%, иначе будет перегрузка.
Влияние θ на улице на ресурс трансформатора
θокр, °С |
|
|
|
-40 |
|
-30 |
-20 |
-10 |
0 |
+10 |
+20 |
+30 |
+40 |
|||
Относительная скорость |
0,001 |
|
0,0032 |
0,01 |
0,032 |
0,1 |
0,32 |
1 |
3,2 |
10 |
||||||
старения изоляции |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Для простоты запоминания есть 10-градусное правило: |
|
|
|
|
|
|||||||||||
= 2− |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
; |
2 |
|
≈ 3,2 ≈ √10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
6 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А если перегрузить трансформатор?
В ГОСТ 14209-97 есть таблицы, построенные для различных систем охлаждения и для разных времён t2.
Пример:
ДЦ; t2=8ч; К1=0,8; К2=1,3
Решение:
1. Проверим, не является ли данный режим систематической нагрузкой
Точка выше нужной линии, значит это не систематическая нагрузка
2. Открывает таблицу аварийных перегрузок
При θокр=+20°С получаем:
1 а.с.=31,8 н.с. (а.с. – астрономические сутки; н.с. – настоящие сутки) θннт=121+20=141°С
6.Схемы и группы соединения
6.1.Схемы соединения обмоток трансформаторов
Для разных классов напряжений схемы соединения обмоток делают по-разному.
•>110 кВ: нейтраль, как правило, заземлена.
Схема соединения обмоток – Yн (или зигзаг, но он слишком «хитрый» и дорогой):
−Есть возможность заземлить/разземлить нейтраль (эффективно заземлённая нейтраль с возможностью отключения/подключения части нейтралей от/к земли);
−Внутренняя изоляция выполняется из расчёта фазной ЭДС, т.е. в 1,73 раз меньше линейной.
•6 – 35 кВ: нейтраль, как правило, изолирована
1. |
Y: |
− |
Простота изготовления; |
− |
Внутренняя изоляция выполняется из расчёта фазной ЭДС, т.е. в 1,73 раз меньше |
линейной. |
|
2. |
Δ: |
−Создаётся замкнутый контур для токов 3, 6, 9… гармоник, которые при этом не выходят во внешнюю сеть;
−Сечение обмотки выполняется из расчёта фазного тока, т.е. в 1,73 раз меньше линейного.
Про гармоники:
Откуда в трансформаторе берётся третья гармоника?
Третья гармоника в магнитном потоке при синусоидальном токе намагничивания.
На графике изображена синусоидальная зависимость тока намагничивания от времени ( четверть). А также нелинейная (из-за свойств стали) кривая намагничивания ( четверть) – причина погрешности в измерительных трансформаторах, которая превращает гладкую синусоидальную кривую тока в несинусоидальную кривую потока ( четверть).
Построение графика потока (напряжения – т.к. поток и напряжение пропорциональны):
На двух осях времени отложены одинаковые отрезки. Возьмём точку А и переносим на кривую намагничивания (вверх). Далее переносим точку влево до соответствующего момента времени. Графически видно, что, чем дальше мы заходим за колено насыщения, тем более близкими получаются точки на выстраиваемом графике потока.
Получившийся график можно разложить на два сигнала: синий (первая гармоника) и красный (третья гармоника). Т.е. нелинейность кривой намагничивания приводит к возникновению третьей гармоники у напряжения, если изначальный сигнал был чистой синусоидой.
Лучше иметь третью гармонику в токе намагничивания, чем в напряжении Как избавиться от третьей гармоники в напряжении?
В данном случае для получения идеальной синусоиды нам необходимо включить третью гармонику в ток намагничивания путём смены соединений обмоток трансформатора.
Какая схема нам нужна?
−Y – не проходима для третьих гармоник, не выполняется з-н Кирхгоффа;
−Yн – проходима для третьих гармоник, но гармоники будут выходить в сеть;