ชีวิตของทรานสฟอร์เมอร์ลดลงครึ่งหนึ่งทุกๆ การเพิ่มขึ้น 8°C? ทำความเข้าใจกลไกการเสื่อมสภาพทางความร้อน
ระยะเวลาที่หม้อแปลงสามารถทำงานได้ตามปกติภายใต้แรงดันไฟฟ้าและโหลดที่กำหนดเรียกว่าอายุการใช้งานของหม้อแปลง วัสดุที่ใช้ในการผลิตหม้อแปลงแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: วัสดุโลหะและวัสดุฉนวน วัสดุโลหะโดยทั่วไปสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยไม่เสียหาย แต่วัสดุฉนวนจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเกินค่าหนึ่ง ๆ ดังนั้น อุณหภูมิจึงเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของหม้อแปลง ในความหมายหนึ่ง อายุการใช้งานของหม้อแปลงอาจถูกกล่าวได้ว่าเป็นอายุการใช้งานของวัสดุฉนวน
ลดอุณหภูมิเพื่อยืดอายุการใช้งานของหม้อแปลง
ระยะเวลาที่หม้อแปลงสามารถทำงานได้ตามปกติภายใต้แรงดันไฟฟ้าและโหลดที่กำหนดเรียกว่าอายุการใช้งานของหม้อแปลง วัสดุที่ใช้ในการผลิตหม้อแปลงแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: วัสดุโลหะและวัสดุฉนวน วัสดุโลหะโดยทั่วไปสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยไม่เสียหาย แต่วัสดุฉนวนจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเกินค่าหนึ่ง ๆ ดังนั้น อุณหภูมิจึงเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของหม้อแปลง ในความหมายหนึ่ง อายุการใช้งานของหม้อแปลงอาจถูกกล่าวได้ว่าเป็นอายุการใช้งานของวัสดุฉนวน
การสูญเสียคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติฉนวนของวัสดุฉนวนอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากการสัมผัสกับสนามไฟฟ้าและอุณหภูมิสูงในระยะเวลานานเรียกว่าการเสื่อมสภาพ อัตราการเสื่อมสภาพขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:
อุณหภูมิของฉนวน
ปริมาณความชื้นในวัสดุฉนวน
สำหรับหม้อแปลงแช่น้ำมัน ต้องพิจารณาปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำมันด้วย
สามปัจจัยนี้กำหนดอายุการใช้งานของหม้อแปลง การปฏิบัติงานและการวิจัยแสดงให้เห็นว่า หากวงจรสามารถรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 95°C อย่างต่อเนื่อง หม้อแปลงสามารถรับประกันอายุการใช้งาน 20 ปี บนพื้นฐานของความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและอายุ "กฎ 8°C" สามารถสรุปได้ว่า: โดยใช้อายุที่อุณหภูมินี้เป็นฐาน สำหรับทุกๆ 8°C ที่อุณหภูมิวงจรเพิ่มขึ้น อายุการใช้งานของหม้อแปลงจะลดลงครึ่งหนึ่ง
หม้อแปลงพลังงานส่วนใหญ่ในประเทศจีนใช้ฉนวนแบบน้ำมัน-กระดาษ คือ ฉนวนชนิด A สำหรับหม้อแปลงฉนวนชนิด A ในการทำงานปกติ เมื่ออุณหภูมิอากาศแวดล้อมอยู่ที่ 40°C อุณหภูมิการทำงานสูงสุดของวงจรคือ 105°C
ตามข้อมูลและประสบการณ์:
เมื่ออุณหภูมิการทำงานของฉนวนหม้อแปลงคือ 95°C อายุการใช้งานคือ 20 ปี
เมื่ออุณหภูมิการทำงานของฉนวนหม้อแปลงคือ 105°C อายุการใช้งานคือ 7 ปี
เมื่ออุณหภูมิการทำงานของฉนวนหม้อแปลงคือ 120°C อายุการใช้งานคือ 2 ปี
อุณหภูมิฉนวนภายในหม้อแปลง ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่คงที่ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสโหลด: กระแสโหลดสูงทำให้อุณหภูมิฉนวนสูงขึ้น ในขณะที่กระแสโหลดต่ำทำให้อุณหภูมิฉนวนต่ำลง
เมื่อหม้อแปลงทำงานเกินกำลังหรือทำงานที่กำลังโหลดที่กำหนดในช่วงฤดูร้อน ฉนวนภายในจะทำงานที่อุณหภูมิสูง ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง เมื่อหม้อแปลงทำงานที่กำลังโหลดเบาหรือที่กำลังโหลดที่กำหนดในช่วงฤดูหนาว ฉนวนภายในจะทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น ดังนั้น เพื่อใช้ประโยชน์จากกำลังโหลดของหม้อแปลงตลอดทั้งปีโดยไม่กระทบต่ออายุการใช้งานที่ปกติ สามารปรับโหลดรายเดือนได้อย่างเหมาะสม
แรงดันไฟฟ้าสูงทำให้หม้อแปลงเสื่อมสภาพเร็วขึ้น
ตัวอย่างเช่น ระเบียบกำหนดว่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของหม้อแปลงไม่ควรเกิน 5% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด แรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปจะเพิ่มกระแสแม่เหล็กในแกนหม้อแปลง อาจทำให้แกนอิ่มตัว สร้างฟลักซ์ฮาร์โมนิก เพิ่มการสูญเสียในแกน และทำให้แกนร้อนเกินไป แรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปยังทำให้หม้อแปลงเสื่อมสภาพเร็วขึ้น ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของหม้อแปลงไม่ควรสูงเกินไป
เมื่อวัสดุฉนวนเสื่อมสภาพถึงระดับหนึ่ง ภายใต้การสั่นสะเทือนจากการทำงานและการกระทำของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ฉนวนอาจแตก ทำให้เกิดข้อผิดพลาดจากการทะลุทางไฟฟ้าได้ง่ายขึ้น และลดอายุการใช้งานของหม้อแปลง
ปรับโหลดหม้อแปลงเพื่อให้ได้อายุการใช้งานที่เหมาะสม
อุณหภูมิฉนวนภายในหม้อแปลง ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่คงที่ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสโหลด: กระแสโหลดสูงทำให้อุณหภูมิฉนวนสูงขึ้น ในขณะที่กระแสโหลดต่ำทำให้อุณหภูมิฉนวนต่ำลง
เมื่อหม้อแปลงทำงานเกินกำลังหรือทำงานที่กำลังโหลดที่กำหนดในช่วงฤดูร้อน ฉนวนภายในจะทำงานที่อุณหภูมิสูง ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง เมื่อหม้อแปลงทำงานที่กำลังโหลดเบาหรือที่กำลังโหลดที่กำหนดในช่วงฤดูหนาว ฉนวนภายในจะทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น ดังนั้น เพื่อใช้ประโยชน์จากกำลังโหลดของหม้อแปลงตลอดทั้งปีโดยไม่กระทบต่ออายุการใช้งานที่ปกติ สามารปรับโหลดรายเดือนได้อย่างเหมาะสม
การบำรุงรักษามาตรฐานช่วยยืดอายุการใช้งานของหม้อแปลง
เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อหม้อแปลงเสียหาย ไม่เพียงแค่ค่าซ่อมแซมและค่าหยุดงานที่สูงเท่านั้น แต่การเปลี่ยนวงจรหรือการสร้างหม้อแปลงพลังงานขนาดใหญ่ใหม่อาจใช้เวลา 6 ถึง 12 เดือน ดังนั้น โปรแกรมการบำรุงรักษามาตรฐานจะช่วยให้หม้อแปลงมีอายุการใช้งานที่ยาวนานที่สุด
สามประเด็นสำคัญของการบำรุงรักษามาตรฐาน
การติดตั้งและการทำงาน
A. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโหลดอยู่ภายในขีดจำกัดการออกแบบของหม้อแปลง สำหรับหม้อแปลงที่ใช้น้ำมันเย็น ให้ตรวจสอบอุณหภูมิของน้ำมันบนสุดอย่างระมัดระวัง
B. สถานที่ติดตั้งหม้อแปลงควรมีความเหมาะสมกับมาตรฐานการออกแบบและก่อสร้าง ถ้าติดตั้งกลางแจ้ง ให้แน่ใจว่าหม้อแปลงเหมาะสมกับการทำงานกลางแจ้ง
C. ป้องกันหม้อแปลงจากการถูกฟ้าผ่าและความเสียหายจากภายนอก
การทดสอบน้ำมัน
ความต้านทานไฟฟ้าของน้ำมันหม้อแปลงลดลงอย่างมากเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น ปริมาณน้ำเพียง 0.01% สามารถลดความต้านทานไฟฟ้าลงเกือบครึ่ง ยกเว้นหม้อแปลงจำหน่ายขนาดเล็ก ควรทำการทดสอบการชำรุดของน้ำมันจากหม้อแปลงทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ เพื่อตรวจจับความชื้นและกำจัดออกโดยการกรอง
ควรทำการวิเคราะห์ก๊าซที่เกิดข้อผิดพลาดในน้ำมัน ใช้อุปกรณ์ตรวจสอบออนไลน์สำหรับก๊าซที่เกิดข้อผิดพลาดแปดชนิดในน้ำมันหม้อแปลง วัดความเข้มข้นของก๊าซที่ละลายอยู่ในน้ำมันอย่างต่อเนื่องขณะที่ข้อผิดพลาดเกิดขึ้น ด้วยการวิเคราะห์ประเภทและปริมาณของก๊าซเหล่านี้ สามารถระบุประเภทของข้อผิดพลาดได้ ควรทำการทดสอบสมบัติทางกายภาพของน้ำมันประจำปีเพื่อยืนยันสมรรถนะฉนวน รวมถึงการทดสอบความต้านทานไฟฟ้า การเป็นกรด แรงตึงผิว ฯลฯ
