При эксплуатации силовых трансформаторов приходится в отдельные часы суток перегружать их так, чтоб за счет недогрузки в другие часы обеспечить дневной износ изоляции обмоток от перегрева не выше того износа, который отвечает номинальному режиму работы трансформатора, так как изменение температуры изоляции на 6 °С вызывает изменение срока службы ее в два раза.

Продолжительность t раз в день допустимой периодической перегрузки трансформатора, оцениваемой коэффициентом превышения нагрузки K2, находится в зависимости от коэффициента исходной нагрузки K1 трансформатора, номинальной мощности его Sном, системы остывания, неизменной времени нагрева и эквивалентной температуры охлаждающего воздуха, соответственной данному периоду года.

Коэффициенты K1 и K2 определяют отношениями эквивалентных соответственно исходного и наибольшего токов к номинальному току трансформатора, при этом под эквивалентными величинами понимают их средние квадратические значения до пришествия большей нагрузки и за период ее максимума.

Графики нагрузочной возможности трансформаторов К2 (K1), отвечающие различной продолжительности t периодической перегрузки (рис. 1), позволяют по данному исходному состоянию трансформатора, характеризуемому коэффициентом K1 определяемому по суточному графику нагрузки I(t) за 10 ч до пришествия максимума ее, и данной длительности t периодической перегрузки отыскать допустимый коэффициент перегрузки К2 на период наибольшей нагрузки трансформатора.

Рис. 1. Графики нагрузочной возможности трехфазных трансформаторов номинальной мощностью до 1000 кВА с естественной циркуляцией воздуха и масла и неизменной времени нагрева 2,5 ч при эквивалентной температуре охлаждающего воздуха 20 °С.

Эквивалентная температура охлаждающего воздуха — постоянная температура его, при которой имеет место тот же износ изоляции обмоток трансформатора, несущего неизменную нагрузку, что и при имеющейся переменной температуре воздуха. При фактически постоянной нагрузке и отсутствии периодических дневных и сезонных колебаний эквивалентную температуру охлаждающего воздуха принимают равной 20 °С.

Если максимум среднего графика нагрузки I(t) в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимние месяцы допускается дополнительная 1 %-я перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но менее чем на 15 %, при этом суммарная нагрузка должна быть менее 150 % номинальной.

В аварийных случаях допускают краткосрочную перегрузку трансформаторов сверх номинальной, которая сопровождается завышенным износом изоляции обмоток и понижением срока службы трансформаторов (смотрите таблицу).

Допустимые краткосрочные перегрузки трансформаторов при аварийных режимах

Трансформаторы
маслонаполненные		сухие
перегрузка сверхноминального тока, %	длительнось перегрузки трансформатора, мин.	перегрузка сверхноминального тока, %	длительнось перегрузки трансформатора, мин.
30	120	20	60
45	80	30	45
60	45	40	32
75	20	50	18
100	10	60	5
200	1,5

Такие перегрузки допустимы при всех системах остывания независимо от предыдущего режима, температуры охлаждающего воздуха и места установки трансформаторов при условии, что температура масла в верхних слоях не выше 115°С. Кроме этого, для маслонаполненных трансформаторов, работающих с коэффициентом исходной нагрузки К1 < 0,93, допускается перегрузка на 40 % сверх номинального тока менее 5 суток на время максимумов нагрузки общей длительностью менее 6 ч в день при принятии всех мер для усиления остывания трансформатора.

При переменной нагрузке на подстанцию с несколькими трансформаторами нужно составить график включений и отключений параллельно работающих трансформаторов с тем, чтоб достигнуть эконом режимов их работы.

В реальных критериях приходится несколько отклоняться от расчетного режима с тем, чтоб число оперативных переключений каждого трансформатора не превышало 10 в течение суток, т. е. не приходилось бы отключать трансформаторы наименее чем на 2 — 3 ч.

При параллельной работе трансформаторов суммарная нагрузка на трансформаторную подстанцию должна обеспечить достаточную нагрузку каждому из их, о чем судят по свидетельствам соответственных амперметров, установка которых для трансформаторов номинальной мощностью 1000 кВА и выше неотклонима.

Современные трансформаторы, работающие при большой магнитной индукции, не должны находиться в эксплуатации при значимом повышении первичного напряжения, потому что это сопровождается повышением утрат электронной энергии на нагрев магнитопроводов. Долгое увеличение первичного напряжения при нагрузке трансформатора не выше номинальной допускают до 5 % напряжения данного ответвления, а при нагрузке его на 25 % номинальной мощности — до 10 %, которое может быть допущено и при нагрузке не выше номинальной продолжительностью до 6 ч в день.

Степень неравномерности нагрузки по фазам трансформатора не должна превосходить 20 %. Она определяется так:

Kн = (Iмах — Iср / Iср) х 100,

где, Iмах — ток перегруженной фазы в момент большей нагрузки трансформатора, Iср — средний ток 3-х фаз трансформатора в тот же момент.

Школа для электрика