Dlaczego regularna konserwacja transformatorów jest ważna: 5 poważnych konsekwencji zaniedbywania jej

I. Dopuszczalna temperatura

Gdy transformator jest w działaniu, jego cewki i rdzeń żelazny generują straty miedziane i żelazne. Te straty są przekształcane w energię cieplną, co powoduje wzrost temperatury rdzenia żelaznego i cewek transformatora. Jeżeli temperatura przekracza dopuszczalną wartość przez długi czas, izolacja stopniowo traci swoją sprężystość mechaniczną i starzeje się.

Temperatura różnych części transformatora podczas działania jest różna: temperatura cewek jest najwyższa, następnie temperatura rdzenia żelaznego, a temperatura oleju izolacyjnego jest niższa od temperatury cewek i rdzenia żelaznego.

Temperatura oleju w górnej części transformatora jest wyższa niż w dolnej. Dopuszczalna temperatura transformatora podczas działania jest sprawdzana na podstawie temperatury górnego oleju. Dla transformatorów z izolacją klasy A, gdy maksymalna temperatura otoczenia wynosi 40°C podczas normalnego działania, maksymalna temperatura pracy cewek transformatora wynosi 105°C.

Ponieważ temperatura cewek jest o 10°C wyższa niż temperatura oleju, aby zapobiec pogorszeniu jakości oleju, określono, że maksymalna temperatura górnego oleju transformatora nie powinna przekraczać 95°C. W normalnych warunkach, aby zapobiec przyspieszonemu utlenianiu oleju izolacyjnego, temperatura górnego oleju nie powinna przekraczać 85°C.

Dla transformatorów z wymuszonym obiegiem oleju chłodzonych wodą i powietrzem, temperatura górnego oleju nie powinna często przekraczać 75°C (maksymalna dopuszczalna temperatura górnego oleju dla takich transformatorów to 80°C).

II. Dopuszczalny przyrost temperatury

Monitorowanie tylko temperatury górnego oleju transformatora podczas działania nie gwarantuje bezpiecznego działania transformatora; należy również monitorować różnicę temperatur między temperaturą górnego oleju a powietrzem chłodzącym, czyli przyrost temperatury. Przyrost temperatury transformatora odnosi się do różnicy między temperaturą transformatora a temperaturą powietrza otaczającego.

Dla transformatorów z izolacją klasy A, gdy maksymalna temperatura otoczenia wynosi 40°C, norma krajowa określa, że przyrost temperatury cewek wynosi 65°C, a dopuszczalny przyrost temperatury górnego oleju wynosi 55°C.

O ile przyrost temperatury transformatora nie przekracza określonej wartości, transformator może działać bezpiecznie w określonym okresie użytkowania pod obciążeniem nominalnym (transformator może działać ciągle pod obciążeniem nominalnym przez 20 lat w normalnym działaniu).

III. Rzeczowa moc

Podczas normalnego działania, obciążenie elektryczne ponoszone przez transformator powinno wynosić około 75-90% mocy nominalnej transformatora.

IV. Rzeczowy zakres prądu

Maksymalny nierównowagowy prąd strony niskiego napięcia transformatora nie powinien przekraczać 25% wartości nominalnej; dopuszczalny zakres zmienności napięcia zasilania transformatora to ±5% napięcia nominalnego. Jeśli ten zakres zostanie przekroczony, należy użyć przełącznika znamionowego do dostosowania napięcia do określonego zakresu.

(Dostosowanie powinno być wykonane z przerwaniem zasilania.) Zwykle napięcie jest dostosowywane poprzez zmianę położenia znamionowego na pierwotnej cewce. Urządzenie służące do połączenia i przełączania położenia znamionowego nazywa się przełącznikiem znamionowym, który dostosowuje stosunek transformacji poprzez zmianę liczby zwinięć cewki wysokiego napięcia transformatora.

Niskie napięcie nie ma wpływu na sam transformator, ale jedynie nieznacznie obniża jego wydajność; jednakże ma wpływ na urządzenia elektryczne. Wysokie napięcie zwiększa strumień magnetyczny, powoduje nasycenie rdzenia żelaznego, zwiększa straty w rdzeniu żelaznym i podnosi temperaturę transformatora.

V. Nadmierny obciążenie

Nadmierny obciążenie dzieli się na dwa przypadki: normalne nadmierny obciążenie i nagłe nadmierny obciążenie. Normalne nadmierny obciążenie występuje, gdy zużycie energii elektrycznej przez użytkownika zwiększa się w normalnych warunkach zasilania. Spowoduje to wzrost temperatury transformatora, prowadząc do przyspieszonego starzenia izolacji transformatora i skrócenia okresu użytkowania. Dlatego ogólnie rzecz biorąc, nadmierny obciążenie nie jest dozwolone.

W wyjątkowych sytuacjach transformator może działać z nadmiernym obciążeniem przez krótki czas, ale nadmierny obciążenie nie powinno przekraczać 30% obciążenia nominalnego zimą i 15% obciążenia nominalnego latem. Ponadto zdolność do nadmiernego obciążenia transformatora powinna być określona na podstawie przyrostu temperatury transformatora i specyfikacji producenta.

VI. Konserwacja transformatora

Usterki transformatora dzielą się na przepust i zwarcie. Przepust można łatwo wykryć za pomocą multimetru, natomiast usterki zwarć nie można wykryć za pomocą multimetru.

1. Badanie zwarć transformatora zasilającego

(1) Odłącz wszystkie obciążenia transformatora, włącz zasilanie i sprawdź przyrost temperatury transformatora w stanie bezobciążonym. Jeżeli przyrost temperatury jest stosunkowo wysoki (zbyt gorący, aby go dotknąć), oznacza to, że musi występować częściowe zwarcie wewnętrzne. Jeżeli przyrost temperatury jest normalny 15-30 minut po włączeniu zasilania, transformator jest w porządku.

(2) Podłącz 1000W lampę w szeregu w obwodzie zasilającym transformatora. Gdy zasilanie jest włączone, jeżeli lampa świeci tylko słabo, transformator jest w porządku; jeżeli lampa świeci bardzo jasno lub stosunkowo jasno, oznacza to, że występuje częściowe zwarcie wewnętrzne w transformatorze.

2. Przepust transformatora

Jednym z rodzajów przepustu jest rozłączenie wewnętrznego zwinięcia, ale najczęściej występuje rozłączenie przewodu. Powinno być przeprowadzone dokładne badanie, a uszkodzony fragment powinien zostać ponownie spawany. Jeżeli występuje wewnętrzne rozłączenie lub widoczne są oznaki spalenia na zewnątrz, transformator można zastąpić nowym lub ponownie zawinąć cewki.