ПЗ (Продление срока эксплуатации тяговых трансформаторов при реализации тяжеловесного движения на участке Тарманчукан - Кимкан), страница 7

(4.10)

где – превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой охлаж­дающей среды, ; K – нагрузка трансформатора; y=1,6 для трансформаторов с масляным охлаждением.

K₁ – начальная нагрузка, предшествующая нагрузке или перегрузке K₂ или нагрузке­ после снижения K₂, в долях номинальной мощности или номинального тока;

, (4.11)

K₂ – нагрузка или перегрузка, следующая за нагрузкой K₁ в долях номинальной мощности или номинального тока;

, (4.12)

Данные для расчета K₁ и K₂ обмоток AX и CZ трансформаторов подстанций сведены в таблицу 4.7.

Таблица 4.7 – Данные для расчета K₁ и K₂

Номинальная мощность для обмотки трансформатора S_ном=13333 МВА.

Рисунок 4.4 – Максимальная мощность обмоток трансформаторов

Анализируя график максимальных мощностей, можно сделать вывод о том, что трансформаторы подстанции Кимкан работают в пределах номинальных нагрузок, трансформаторы подстанций Тарманчукан и Ядрин подвергаются перегрузкам.

Ниже представлен пример расчетов K₁ и K₂ для обмотки AX трансформатора, установленного на подстанции Тарманчукан.

Таблица 4.8 – Расчет K₁ и K₂ обмоток AX и CZ трансформаторов

Для расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки также необходимы данные о температуре масла, которые будут взяты из результатов расчетов расходов электроэнергии в программном комплексе КОРТЕС и температуре охлаждающей среды. Температура верхних слоев масла в трансформаторе подстанций Тарманчукан, Ядрин и Кимкан, соответственно 75, 77 и 65 ˚С. Расчет произведем для самых тяжелых климатических условий, поэтому температуру охлаждающей среды примем средней температурой в ЕАО в июле плюс 21˚С.

Ниже представлен пример расчета температуры наиболее нагретой точки обмоток AX трансформатора ТП Тарманчукан для нагрузок K₁ и K₂.

Находим превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды.

Найдем превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях.

_{Найдем температуру наиболее нагретой точки обмотки AX.}

Таблица 4.9 – Расчет превышения температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей среды

Таблица 4.10 – Расчет превышения температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в верхних слоях

Таблица 4.11 – Расчет температуры наиболее нагретой точки обмотки

Рисунок 4.5 – Температуры наиболее нагретых точек при нагрузке K₂

Анализируя результаты расчетов, можно сделать вывод о том, что обмоток не превышают максимально допустимого значения 140 ˚С. На ТП Тарманчукан больше . На ТП Ядрин больше . На ТП Кимкан больше .

Для количественной оценки темпа износа твердой изоляции трансформаторов определим относительную скорость теплового старения.

Относительная скорость теплового старения принимается равной единице при температуре наиболее нагретой точки 98 ˚С и температуре окружающей среды 20 ˚С.

Относительная скорость теплового старения может быть определена по формуле (4.11).

(4.13)

Определим относительную скорость теплового старения для обмотки AX трансформатора ТП Тарманчукан.

_{Таблица 4.12 – Расчет относительной скорости теплового старения}

Определим термический износ изоляции в соответствии со стандартом МЭК 60076-7 [11]. Примем, что температура наиболее нагретой точки во время нагрузки K₁ и K₂ остается неизменной и рассчитаем термический износ изоляции для двухступенчатого графика нагрузки трансформатора ТП Тарманчукан.

, (4.14)

где t_n – период, за который определяется износ.

На подстанции Тарманчукан время перегрузки обмотки AX и CZ составляет, соответственно, 1,5 и 1,3 часа. На подстанции Ядрин – 1 и 1,3 часа для обмоток AX и CZ соответственно. На подстанции Кимкан время повышенной нагрузки обмоток AX и CZ составляет 1,3 и 1,2 часа соответственно.

Таблица 4.13 – Расчет термического износа изоляции

На ТП Тарманчукан обмотка AX является лимитирующей и подвержена износу больше чем обмотка CZ. За 1,5 часа перегрузки, износ изоляции обмотки AX составляет 67,81 часов, что почти в 6 раз превышает износ обмотки CZ. На ТП Ядрин обратная ситуация – лимитирующей является обмотка CZ, ее износ более чем в 2 раза превышает износ обмотки AX.

5 ВЫБОР НОВЫХ СХЕМ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

5.1 Анализ предлагаемой методики выбора схем подключения трансформаторов

Суть предлагаемой в работе [3] методики заключается в уменьшении износа обмотки, лимитирующей срок службы трансформатора. Для достижения этой цели предлагается два способа.