В работающем трансформаторе происходят активные потери мощности в обмотках и стали, которые приводят к нагреву всех его частей. Под влиянием нагрева изоляция трансформатора стареет и с течением времени теряет присущие ей изолирующие и механические свойства.
Рис. 13-1. Диаграмма нагрузочной способности трансформатора
В масляных трансформаторах применяется изоляция класса А с предельной температурой нагрева +105° С. Но поскольку непосредственный контроль температуры обмоток трансформатора затруднен, а перепад температуры между обмоткой и трансформаторным маслом составляет 10° С, то предельно допустимой температурой трансформаторного масла в эксплуатации принимают +95° С.
Температура масла в значительной степени определяет срок службы трансформатора. Исследования показали, что непрерывная работа трансформатора при температуре масла +95° С ограничивает срок эксплуатации продолжительностью в 20 лет, при температуре +120° С — 2,2 года, а при +145° С — всего 3 месяца.
При колеблющейся нагрузке с максимумом, не превышающим номинальное ее значение, срок службы трансформатора составляет 30—40 лет.
Номинальным режимом трансформатора называется такой режим, который соответствует данным, помещаемым на заводском щитке. На этом щитке указывается: номинальная мощность первичной обмотки, первичное и вторичное номинальные напряжения, первичный и вторичный номинальные токи, напряжение короткого замыкания, схема и группа соединений обмоток.
В эксплуатации трансформаторов могут быть допущены перегрузки. Эти перегрузки подразделяются на нормальные и аварийные.
Нормальные или систематические перегрузки допускаются в зависимости от суточного и годового графиков нагрузки.
Поскольку нагрузка в течение суток и года не остается постоянной, то нагрузка трансформатора номинальной мощностью в часы максимума приводит к значительному недоиспользованию установленной мощности.
Для лучшего использования установленной мощности-трансформатора следует в часы максимума нагружать трансформатор несколько более номинального значения. Допустимый максимум нагрузки при этом определяется по диаграмме нагрузочной способности (рис. 13-1).
По диаграмме определяют сначала коэффициент заполнения суточного графика
Однако максимальная перегрузка трансформатора в любых условиях не должна превышать 30% от номинальной мощности.
Аварийные перегрузки трансформатора допускаются лишь эпизодически, например при выходе из строя параллельно работающих агрегатов. Допустимые аварийные перегрузки определяются по табл. 13-1.
Таблица 13-1
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов
Условия работы | Нагрузки в долях от номинальной | |||
1,3 | 1,6 | 1,75 | 2,0 | |
При наружной установке | 2 ч | 45 мин | 20 мин | 10 мин |
При установке в камере | 1 ч | 15 мин | 8 мин | 4 мин |
Все вышеприведенные рекомендации о перегрузках относятся непосредственно к трансформатору. Но если трансформатор и какая-либо другая электрическая машина составляют агрегат, то перегрузочная способность такого агрегата будет, разумеется, определяться не только трансформатором, но и другой машиной. В частности, в преобразовательных агрегатах на тяговых подстанциях перегрузочная способность лимитируется не трансформаторами, а выпрямителями.