Наскільки сильно можна перевантажити розподільний трансформатор – і на скільки довго?

"Чи можу я працювати з трансформатором на 630 кВА при 700 кВА протягом двох годин на день?" – одне з питань, які ми чуємо найчастіше. Відповідь зазвичай так – з умовами. Номінальна потужність визначається для безперервної роботи при температурі навколишнього середовища 40 °C; трансформатор є великою тепловою масою, яка повільно нагрівається, і IEC 60076-7 (посібник з навантаження для трансформаторів, занурених в олію) використовує саме це, щоб дозволити тимчасові перевантаження.

Три режими навантаження в IEC 60076-7

Режим	Граничний струм (розподільні трансформатори)	Гранична температура гарячої точки	Гранична температура верхньої олії	Споживання ресурсу
Нормальне циклічне навантаження	1.5 × In	120 °C	105 °C	Таке ж, як безперервне номінальне навантаження протягом циклу
Довготривале аварійне навантаження	1.8 × In	140 °C	115 °C	Прискорене старіння – прийнятно на дні/тижні
Короткочасне аварійне навантаження	2.0 × In	160 °C	115 °C	До 30 хв; ризик газових бульбашок вище 140 °C

Що визначає допустиме перевантаження

1. Попереднє навантаження. Трансформатор, який працював на 50 % вночі, починає день холодним; той, що працював на 90 %, не має теплового резерву.
2. Температура навколишнього середовища. При 10 °C той самий трансформатор може переносити набагато більше, ніж при 35 °C.
3. Тривалість. Часова константа олії розподільного трансформатора становить 2–3 години, часова константа обмотки – кілька хвилин. Короткі піки майже не змінюють температуру олії.
4. Тип. Трансформатори, занурені в олію, мають велику теплову масу; трансформатори з литої смоли нагріваються швидше і мають нижчу здатність до перевантаження без вентиляторів.

Типова здатність до циклічного перевантаження – занурені в олію, при температурі навколишнього середовища 20 °C

Попереднє навантаження	1 год перевантаження	2 год перевантаження	4 год перевантаження	8 год перевантаження
50 %	≈ 150 %	≈ 135 %	≈ 122 %	≈ 112 %
70 %	≈ 140 %	≈ 128 %	≈ 118 %	≈ 110 %
90 %	≈ 125 %	≈ 118 %	≈ 112 %	≈ 106 %

Значення є орієнтовними для розподільних трансформаторів ONAN з нормальним старінням; рівняння посібника з навантаження або криві виробника дають точні цифри для конкретного пристрою.

Що обмежує перевантаження на практиці

• Високовольтні вводи, перемикач навантаження та кабелі – розраховані на струм, а не на тепловий цикл. Вище 1.2 × In їх нагрів потрібно перевіряти окремо.
• Налаштування низьковольтного автоматичного вимикача – часто реальна межа в існуючій установці.
• Втрати. При навантаженні 130 % втрати навантаження становлять 1.69 × номінальне: година перевантаження коштує більше енергії, ніж нормальна.
• Лита смола: гранична температура гарячої точки 155 °C (клас F); без вентиляторів циклічне перевантаження становить приблизно половину значень олійного блоку вище. З комплектом AF 140 % стає безперервним номіналом.

Для фотоелектричних та батарейних установок

Фотоелектричні трансформатори бачать щоденний цикл – нульове навантаження вночі, повне навантаження близько полудня. Ранковий "холодний старт" забезпечує реальний резерв в обід, тому трансформатор на 1 000 кВА може бути узгоджений з 1 050–1 100 кВА потужності інвертора при cos φ = 1 без втрати ресурсу. Запитайте нас про криву навантаження для клімату вашого майданчика; всі дані PNACHO-O містять термічні проектні значення, необхідні для розрахунку.