Surcharge admissible des transformateurs

À fonctionnement des transformateurs de puissance il est nécessaire de les surcharger à certains moments de la journée, de sorte qu'en raison d'une sous-charge à d'autres moments, l'usure quotidienne de l'isolation de l'enroulement contre la surchauffe ne soit pas supérieure à l'usure qui correspond au mode de fonctionnement nominal du transformateur , car la variation de température de l'isolant de 6 °C entraîne une double modification de sa durée de vie.

La durée t journalière de surcharge systématique admissible du transformateur, calculée par le coefficient de surcharge K2, dépend du coefficient de charge initial K1 du transformateur, de sa puissance nominale Snom, du système de refroidissement, de la constante de temps de chauffage et de la température équivalente de l'air de refroidissement correspondant à une période donnée de l'année.

Les coefficients K1 et K2 sont déterminés par les rapports des courants initiaux et maximaux équivalents respectivement au courant nominal du transformateur, et les valeurs équivalentes sont comprises comme leurs valeurs quadratiques moyennes avant le début de la plus grande charge et pour la période de son maximum.

Les graphiques de capacité de charge des transformateurs DA CE2 (K1) correspondant à différentes durées de surcharge systématique T (Fig. 1), permettent un état initial donné du transformateur, caractérisé par le coefficient K1 déterminé par le programme de charge journalier Az(T) 10 heures avant le début de son maximum et une durée donnée t de surcharge systématique, trouver le facteur de surcharge admissible K2 pour la période de charge maximale du transformateur.

Riz. 1. Graphiques de la capacité de charge des transformateurs triphasés d'une puissance nominale jusqu'à 1000 kVA avec circulation naturelle d'air et d'huile et un temps de chauffage constant de 2,5 h à une température d'air de refroidissement équivalente de 20 ° C.

Température de l'air de refroidissement équivalente - sa température constante à laquelle il y a la même usure de l'isolation des enroulements d'un transformateur supportant une charge constante qu'avec la température de l'air variable existante. Avec une charge pratiquement inchangée et l'absence de fluctuations quotidiennes et saisonnières systématiques, la température équivalente de l'air de refroidissement est supposée égale à 20 ° C.

Si la courbe de charge moyenne maximale I(t) est inférieure en été puissance nominale du transformateur, puis pendant les mois d'hiver, une surcharge supplémentaire de 1% du transformateur est autorisée pour chaque pour cent de la sous-charge en été, mais pas plus de 15%, et la charge totale ne doit pas dépasser 150% de la charge nominale.

En cas d'urgence, autorisez une surcharge à court terme des transformateurs supérieure à celle nominale, qui s'accompagne d'une usure accrue de l'isolation des enroulements et d'une diminution de la durée de vie des transformateurs (voir tableau).

Surcharges de courte durée admissibles des transformateurs en mode d'urgence

Transformateurs

surcharge sèche remplie d'huile de courant surévalué, % durée de surcharge du transformateur, min 60 5 200 1,5

De telles surcharges sont autorisées pour tous les systèmes de refroidissement, quel que soit le mode précédent, la température de l'air de refroidissement et l'emplacement des transformateurs, à condition que la température de l'huile dans les couches supérieures ne dépasse pas 115 ° C. De plus, pour l'huile- transformateurs remplis fonctionnant avec un facteur de charge initial K1 <0,93, une surcharge de 40 % au-dessus du courant nominal est autorisée pendant 5 jours au maximum pour un temps de charge maximal d'une durée totale de 6 heures par jour au maximum, toutes mesures prises pour améliorer le refroidissement sur le transformateur...

À charge variable d'une sous-station avec plusieurs transformateurs, il est nécessaire de préparer un programme d'activation et de désactivation des transformateurs fonctionnant en parallèle afin d'obtenir des modes de fonctionnement économiques.

En conditions réelles, il faut s'écarter quelque peu du mode de conception pour que le nombre de commutations de fonctionnement de chaque transformateur ne dépasse pas la dizaine dans la journée, c'est-à-dire il n'est pas nécessaire d'éteindre les transformateurs pendant moins de 2-3 heures.

À fonctionnement en parallèle des transformateurs la charge totale du poste de transformation doit fournir une charge suffisante pour chacun d'eux, à en juger par les lectures des ampèremètres respectifs, dont l'installation pour les transformateurs d'une puissance nominale de 1000 kVA et plus est obligatoire.

Les transformateurs modernes fonctionnant à forte induction magnétique ne doivent pas fonctionner avec une augmentation importante de la tension primaire, car celle-ci s'accompagne d'une augmentation des pertes d'énergie électrique pour chauffer les circuits magnétiques. Une augmentation continue de la tension primaire lorsque le transformateur est chargé, qui ne dépasse pas la tension nominale, est autorisée jusqu'à 5% de la tension de cette branche, et lorsqu'elle est chargée à 25% de la puissance nominale - jusqu'à 10 %, qui peut être toléré même sous charge, qui ne dépasse pas la durée nominale de jusqu'à 6 heures par jour.

Le degré d'inégalité de la charge dans les phases du transformateur ne doit pas dépasser 20%. Il est défini comme :

Kn = (Azlyulka — AzSr. / Azcf) x 100,

où, Azmax est le courant de la phase surchargée au moment de la plus grande charge du transformateur, AzCr. — le courant moyen des trois phases du transformateur en même temps.