Перегрузка трансформатора: как распознать и предотвратить аварийный режим

1. Почему перегрузка — не ошибка, а системная угроза

Перегрузка силового трансформатора — это превышение номинального тока в обмотках сверх установленного значения.

Кратковременные перегрузки допускаются (до 40 % на 30 минут), но регулярные — приводят к перегреву меди и стали, ускоренному старению изоляции и разрушению лакового покрытия.

Главная опасность в том, что трансформатор работает «на пределе», а последствия проявляются не сразу — сначала повышается температура, потом растёт ток утечки и в конце наступает пробой.

2. Физика процесса

Номинальная мощность трансформатора Sₙ​ задаётся в кВА и рассчитывается по формуле:

S=√3​×U×I

Когда нагрузка превышает расчётный ток, в обмотках растут потери I²R, и температура обмоток увеличивается экспоненциально.

При повышении температуры на каждые 6–8 °C срок службы изоляции снижается вдвое.

3. Симптомы перегрузки

• повышение температуры масла или обмоток выше нормы (по датчику или термометру);
• срабатывание защиты Buchholz (газовая реле) или дифференциальной защиты;
• неравномерное нагревание верхней и нижней частей бака;
• потемнение изоляции, запах перегретого масла, изменение цвета силикагеля в воздухоосушителе.

4. Причины перегрузок

• подключение дополнительной нагрузки без перерасчёта схемы питания;
• перекос фаз — превышение нагрузки по одной фазе более чем на 15 %;
• засорение или отказ системы охлаждения (вентиляторов, радиаторов);
• неправильное регулирование РПН, неучтённые реактивные потоки.

5. Допустимые режимы и нормативы

По ГОСТ 14209-97 и ПУЭ гл. 1.3:

• кратковременные перегрузки допустимы в пределах до 40 % на 30 минут при исправном охлаждении;
• среднесуточная загрузка не должна превышать 0,93 Sн;
• при температуре масла выше +85 °C или обмоток выше +105 °C эксплуатация запрещена.

Контроль выполняется по встроенным термометрам и сигнализации температурных реле.

6. Как предотвратить перегрузку

1. Постоянный мониторинг нагрузки. Установить анализатор параметров сети с регистрацией тока и мощности.
2. Равномерное распределение фаз. При однофазных потребителях — корректировка по фазам.
3. Регулярное техническое обслуживание. Проверка уровня и состояния масла, очистка радиаторов, ревизия контактов РПН.
4. Расчёт резерва мощности. При проектировании учитывать коэффициент одновременности (0,6–0,8) и пусковые токи.
5. Автоматическое управление охлаждением. Включение вентиляторов и маслонасосов при температуре выше +65 °C.

7. Экономические последствия

Перегруженный трансформатор теряет КПД, увеличивает потери на 3–7 % и ускоряет старение изоляции в 2–3 раза.

Замена трансформатора мощностью 1000 кВА после перегрева — 1,5–2 млн руб, тогда как внедрение системы мониторинга стоит в 10 раз дешевле.

Системная профилактика всегда выгоднее аварийного ремонта.

8. Технические нормы

• ГОСТ 14209-97: перегрузочная способность масляных трансформаторов.
• ПУЭ гл. 1.3, п. 1.3.10–1.3.15: расчёт токов нагрузки и режимов работы.
• ПТЭЭП п. 2.7.12: контроль температуры и технического состояния трансформаторов.
• ГОСТ 11677-85: нормы нагрева обмоток и масла.

9. Вывод

Перегрузка трансформатора — это управляемый риск.

Контроль температуры, равномерное распределение нагрузки и резерв мощности предотвращают аварийный износ и экономят ресурс оборудования.

Лучший способ избежать перегрузки — не бороться с её последствиями, а не допускать её возникновения.

📌 Если вам нужен чек-лист по критериям оценки, помощь в заполнении формы или остались вопросы — напишите в наш Telegram

Мы всегда на связи и будем рады помочь.