Трансформаторскиот живот се намалува на половина со секоја повеќе 8°C? Разбирање на механизми за термално стареење

Времето на нормална работа на трансформатор при номинално напрежение и номинална нагласа се нарекува служебен век на трансформаторот. Материалите користени во производството на трансформатори се поделуваат на две главни категории: метални материјали и изолувачки материјали. Металните материјали обично можат да оддржуваат релативно високи температури без штета, но изолувачките материјали брзо старее и се деградираат кога температурата надминува одредена вредност. Затоа, температурата е еден од главните фактори кои влијаат на служебниот век на трансформаторот. Во одреден смисла, животот на трансформаторот може да се каже дека е животот на неговите изолувачки материјали.

Ниската температура го продолжува служебниот век на трансформаторот

Времето на нормална работа на трансформатор при номинално напрежение и номинална нагласа се нарекува служебен век на трансформаторот. Материалите користени во производството на трансформатори се поделуваат на две главни категории: метални материјали и изолувачки материјали. Металните материјали обично можат да оддржуваат релативно високи температури без штета, но изолувачките материјали брзо старее и се деградираат кога температурата надминува одредена вредност. Затоа, температурата е еден од главните фактори кои влијаат на служебниот век на трансформаторот. Во одреден смисла, животот на трансформаторот може да се каже дека е животот на неговите изолувачки материјали.

Постепената загуба на првичните механички и изолувачки својства на изолувачките материјали под долготрачно изложување на електричко поле и висока температура се нарекува стареење. Стапот на стареење веќе зависи од следните фактори:

• Температурата на изолацијата.

• Содржината на влага во изолувачкиот материјал.

• За маслени трансформатори, мора да се зема предвид и количината на растворен кислород во маслото.

Овие три фактори определуваат служебниот век на трансформаторот. Практиката и истражувањата покажуваат дека ако намотките можат непрекинато да одржуваат температура од 95°C, трансформаторот може да се гарантира служебен век од 20 години. На основа на односот помеѓу температурата и жизното, може да се изведе „правилото за 8°C“: земајќи го животот при оваа температура како база, за секои 8°C повеќе во температурата на намотките, служебниот век на трансформаторот се половинира.

Најмногу електрични трансформатори во Кина користат масло-папирна изолација, т.е. класа A изолација. За трансформатори со класа A изолација, при нормална работа, кога температурата на околинската воздух е 40°C, максималната работна температура на намотките е 105°C.

Според соодветните податоци и практика:

• Кога оперативната температура на изолацијата на трансформаторот е 95°C, неговиот служебен век е 20 години.

• Кога оперативната температура на изолацијата на трансформаторот е 105°C, неговиот служебен век е 7 години.

• Кога оперативната температура на изолацијата на трансформаторот е 120°C, неговиот служебен век е 2 години.

Внатрешната температура на изолацијата на трансформаторот, при суштински константно напрежение, веќе зависи од големината на нагласната струја: поголема нагласна струја доведува до поголема температура на изолацијата, додека помала нагласна струја доведува до помала температура на изолацијата.

Кога трансформаторот е прекомерно нагласен или работи при номинална нагласа лето, неговата внатрешна изолација работи при висока температура, што забрзува загубата на живот. Кога трансформаторот работи при слаба нагласа или при номинална награса зима, неговата внатрешна изолација работи при пониска температура, што забавува загубата на живот. Затоа, за да се искористи целосно капацитетот на нагласа на трансформаторот целигодишно, без да се влијае на неговиот нормален служебен век, месечната нагласа може да се прилагоди.

Високото напрежение забрзува стареењето на трансформаторот

На пример, правилата претписуваат дека оперативното напрежение на трансформаторот не смее да надмине 5% од номиналното напрежение. Прекомерно високо напрежение зголемува намотничката струја во јадрото на трансформаторот, може да доведе до насынување на јадрото, да генерира хармонична флуидна, да зголеми јадрото на губитоци и да доведе до прекомерно нагревање на јадрото. Прекомерно високо напрежение исто така забрзува стареењето на трансформаторот, што го скратува неговиот служебен век; затоа, оперативното напрежение на трансформаторот не смее да биде премногу високо.

Кога изолувачкиот материјал старее до одреден степен, под влијание на оперативните вибрации и електромагнетните сили, изолацијата може да се растреса, што го зголемува можността за електрична пробивање и го скратува служебниот век на трансформаторот.

Приспособување на нагласата на трансформаторот за постигнување идеален служебен век

Внатрешната температура на изолацијата на трансформаторот, при суштински константно напрежение, веќе зависи од големината на нагласната струја: поголема нагласна струја доведува до поголема температура на изолацијата, додека помала нагласна струја доведува до помала температура на изолацијата.

Кога трансформаторот е прекомерно нагласен или работи при номинална нагласа лето, неговата внатрешна изолација работи при висока температура, што забрзува загубата на живот. Кога трансформаторот работи при слаба нагласа или при номинална награса зима, неговата внатрешна изолација работи при пониска температура, што забавува загубата на живот. Затоа, за да се искористи целосно капацитетот на нагласа на трансформаторот целигодишно, без да се влијае на неговиот нормален служебен век, месечната нагласа може да се прилагоди.

Правилното одржување помогнува за максимизирање на служебниот век на трансформаторот
Известно е дека кога трансформаторот се повреди, не само што се појавуваат значајни трошоци за поправка и време на спрека, туку и за намотување на нова намотка или повторно изградба на голем трансформатор може да се потребни 6 до 12 месеци. Затоа, правилна програма за одржување ќе помогне на трансформаторот да постигне максимален служебен век.

Три клучни точки на добра програма за одржување

Инсталација и функционирање

A. Обезбедете дека нагласата останува во границите на дизајнот на трансформаторот. За маслени трансформатори, внимателно мониторирајте температурата на горното масло.
B. Локацијата на инсталацијата на трансформаторот треба да биде прифатлива за неговиот дизајн и стандарди за конструкција. Ако е инсталиран надвор, обезбедете дека трансформаторот е прифатлив за надворешка работа.
C. Защитете го трансформаторот од грмежи и надворешки повреди.

Тестирање на масло

Диелектричната јачина на маслото на трансформаторот резко се намалува со зголемување на содржината на влага. Само 0,01% содржина на влага може да го намали неговата диелектрична јачина за скоро половина. Освен за малите распределителни трансформатори, проби од маслото од сите трансформатори треба регуларно да се подложат на тестови за пробивање за правилно детектирање на влага и нејзино отстранување преку филтрација.

Треба да се изврши анализа на газовите грешки во маслото. Користејќи го онлајн уред за мониторинг на осум газови во маслото на трансформаторот, непрекинато мерете концентрацијата на газовите растворени во маслото како што се развиваат грешките. Анализирајќи типовите и концентрациите на овие газови, може да се одреди типот на грешката. Физичките тестови на маслото треба да се извршуваат еднаш на година за верификација на неговата изолувачка перформанса, вклучувајќи ги тестовите за диелектрична јачина, кисела, интерфејсална тензија итн.