Muuntimen normaalin toiminnan kesto nimittäjänässä ja suunnitellussa kuormassa kutsutaan muuntimen käyttöikäksi. Muuntimien valmistukseen käytetyt materiaalit voidaan jakaa kahteen pääkategoriaan: metallisiin materiaaleihin ja eristämateriaaleihin. Metalliset materiaalit yleensä kestävät suhteellisen korkeita lämpötiloja ilman vaurioita, mutta eristämateriaalit ikääntyvät ja heikentyvät nopeasti, kun lämpötila ylittää tietyn arvon. Siksi lämpötila on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat muuntimen käyttöikään. Tietysti ottaen voidaan sanoa, että muuntimen elinkaari on sen eristämateriaalien elinkaari.
Lämpötilan alentaminen pidentää muuntimen käyttöikää
Muuntimen normaalin toiminnan kesto nimittäjänässä ja suunnitellussa kuormassa kutsutaan muuntimen käyttöikäksi. Muuntimien valmistukseen käytetyt materiaalit voidaan jakaa kahteen pääkategoriaan: metallisiin materiaaleihin ja eristämateriaaleihin. Metalliset materiaalit yleensä kestävät suhteellisen korkeita lämpötiloja ilman vaurioita, mutta eristämateriaalit ikääntyvät ja heikentyvät nopeasti, kun lämpötila ylittää tietyn arvon. Siksi lämpötila on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat muuntimen käyttöikään. Tietysti ottaen voidaan sanoa, että muuntimen elinkaari on sen eristämateriaalien elinkaari.
Eristämateriaalien alkuperäisten mekaanisten ja eristeominaisuuksien hitaalla menetyksellä pitkäaikaisessa altistumisessa sähkökentille ja korkeille lämpötiloille tarkoitetaan ikääntymistä. Ikääntymisnopeus riippuu pääasiassa seuraavista tekijöistä:
Eristeen lämpötila.
Eristämateriaalin kosteusmäärä.
Öljykytkettyjen muuntimien tapauksessa on myös huomioitava öljyssä liuotun hapen määrä.
Nämä kolme tekijää määräävät muuntimen käyttöikää. Käytännön ja tutkimusten perusteella, jos kytkentä voi jatkuvasti ylläpitää lämpötilana 95°C, muuntimen käyttöikä voidaan taata olevan 20 vuotta. Lämpötilan ja käyttöajan välisen suhteen perusteella voidaan johtaa "8°C-sääntö": ottaen tämän lämpötilan käyttöajan perustaksi, joka 8°C:n nousu kytkennän lämpötilassa puolittaa muuntimen käyttöajan.
Suurin osa Kiinan voimamuuntimista käyttää öljy-paperieristettä, eli A-luokan eristettä. A-luokan eristettyjen muuntimien kohdalla normaalissa toiminnassa, kun ympäristön ilmalämpötila on 40°C, kytkentän maksimilämpötila on 105°C.
Relevanttien tietojen ja käytännön perusteella:
Kun muuntimen eristeen toimintalämpötila on 95°C, sen käyttöika on 20 vuotta.
Kun muuntimen eristeen toimintalämpötila on 105°C, sen käyttöika on 7 vuotta.
Kun muuntimen eristeen toimintalämpötila on 120°C, sen käyttöika on 2 vuotta.
Muuntimen sisäinen eristelämpötila, melko vakiossa olevassa jännitteessä, riippuu pääasiassa kuorman sähkövirran suuruudesta: korkeampi kuormasähkövirta johtaa korkeampaan eristelämpötilaan, kun taas pienempi kuormasähkövirta johtaa alhaisempaan eristelämpötilaan.
Kun muuntin on ylikuormitettu tai toimii suunnitellussa kuormassa kesällä, sen sisäinen eriste toimii korkeassa lämpötilassa, mikä nopeuttaa käyttöajan menetystä. Kun muuntin toimii kevyessä kuormassa tai suunnitellussa kuormassa talvella, sen sisäinen eriste toimii alhaisemmassa lämpötilassa, mikä hidastaa käyttöajan menetystä. Siksi, jotta muuntimen kuormituskykyä voidaan hyödyntää koko vuoden ajan ilman, että sen normaali käyttöika vaarantuu, kuormituksen voi sopeutua kuukausittain.
Korkea jännite nopeuttaa muuntimen ikääntymistä
Esimerkiksi säännöissä määrätään, että muuntimen toimintajännite ei saa ylittää sen nimittäjänäjännitteen 5 prosenttia. Liian korkea jännite lisää muuntimen ytimen magnetisoivaa virtaa, mikä saattaa aiheuttaa ytimen satuutuksen, harmonisten virtojen syntymisen, lisää ytimen häviöt ja johtaa ytimen ylikuumenemiseen. Liian korkea jännite nopeuttaa myös muuntimen ikääntymistä, lyhentäen sen käyttöaikaa; siksi muuntimen toimintajännite ei saa olla liian korkea.
Kun eristämateriaali ikääntyy tiettyyn asteeseen, toiminnon vibraatioiden ja sähkömagneettisten voimien vaikutuksesta eriste voi rikkoutua, mikä lisää sähköisen läpisytyksen mahdollisuutta ja lyhentää muuntimen käyttöaikaa.
Muuntimen kuormituksen säätäminen saavuttaaksemme ideaalisen käyttöajan
Muuntimen sisäinen eristelämpötila, melko vakiossa olevassa jännitteessä, riippuu pääasiassa kuorman sähkövirran suuruudesta: korkeampi kuormasähkövirta johtaa korkeampaan eristelämpötilaan, kun taas pienempi kuormasähkövirta johtaa alhaisempaan eristelämpötilaan.
Kun muuntin on ylikuormitettu tai toimii suunnitellussa kuormassa kesällä, sen sisäinen eriste toimii korkeassa lämpötilassa, mikä nopeuttaa käyttöajan menetystä. Kun muuntin toimii kevyessä kuormassa tai suunnitellussa kuormassa talvella, sen sisäinen eriste toimii alhaisemmassa lämpötilassa, mikä hidastaa käyttöajan menetystä. Siksi, jotta muuntimen kuormituskykyä voidaan hyödyntää koko vuoden ajan ilman, että sen normaali käyttöika vaarantuu, kuormituksen voi sopeutua kuukausittain.
Asianmukainen huolto auttaa saavuttamaan muuntimen maksimikäyttöajan
On tunnetusti tiedossa, että kun muuntin epäonnistuu, paitsi korjauksen kustannukset ja poispäinjohtavat kulut ovat huomattavia, myös kytkentän uudelleenkierroksen tai suuren tehojen muuntimen uudelleenrakentamisen voi kestää 6–12 kuukautta. Siksi asianmukainen huoltosuunnitelma auttaa muuntimen saavuttamaan maksimikäyttöajan.
Hyvän huoltosuunnitelman kolme avainta
Asennus ja toiminta
A. Varmista, että kuorma pysyy muuntimen suunniteltujen rajojen sisällä. Öljykytkettyjen muuntimien käsittelyssä seuraa huolellisesti ylemmän öljyn lämpötilaa.
B. Muuntimen asennuspaikka tulisi olla sopiva sen suunnittelulle ja rakennuksen standardeille. Jos asennetaan ulkopuolelle, varmista, että muuntin on suunniteltu ulkoiselle toiminnalle.
C. Suojaa muuntimen sähköiskujen ja ulkoisten vaurioiden vaikutuksilta.
Öljyn testaus
Muuntimen öljyn dielektrinen vahvuus laskee nopeasti, kun vesipitoisuus kasvaa. Jopa 0,01 prosentin vesipitoisuus voi vähentää sen dielektrista vahvuutta lähes puolella. Kaikki muuntimet, paitsi pienet jakeluasemat, pitäisi säännöllisesti testata romahduksen testein, jotta vesi havaitaan ja poistetaan suodattamalla.
Öljyn vika-gaasianalyysi tulisi suorittaa. Käyttämällä verkkopohjaista valvontalaitetta muuntimen öljyssä oleville kahdeksalle vika-gaasilta, mittaa jatkuvasti öljyssä liuotujen gaasien pitoisuuden vikoiden kehittyessä. Analysoimalla näiden gaasien tyyppejä ja pitoisuuksia vikan tyyppi voidaan määrittää. Öljyn fyysisiä ominaisuuksia pitäisi testata vuosittain varmistaakseen sen eristeysohjelmiston toimivuuden, mukaan lukien testit dielektrisen romahdusvahvuuden, happamuuden, rajapinnan jännityksen jne. suhteen.
