변압기 수명은 8°C 증가할 때마다 반으로 줄어들까? 열 노화 메커니즘 이해하기

변압기의 정격 전압 및 정격 부하 하에서 정상적으로 작동할 수 있는 시간을 변압기의 서비스 수명이라고 합니다. 변압기 제조에 사용되는 재료는 주로 금속 재료와 절연 재료 두 가지 범주로 나뉩니다. 금속 재료는 일반적으로 상대적으로 높은 온도에서도 손상 없이 견딜 수 있지만, 절연 재료는 특정 온도를 초과하면 신속히 노화되고 열화됩니다. 따라서 온도는 변압기의 서비스 수명에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 일정한 의미에서 변압기의 수명은 그의 절연 재료의 수명이라고 할 수 있습니다.

온도를 낮추면 변압기의 서비스 수명이 연장됩니다

변압기의 정격 전압 및 정격 부하 하에서 정상적으로 작동할 수 있는 시간을 변압기의 서비스 수명이라고 합니다. 변압기 제조에 사용되는 재료는 주로 금속 재료와 절연 재료 두 가지 범주로 나뉩니다. 금속 재료는 일반적으로 상대적으로 높은 온도에서도 손상 없이 견딜 수 있지만, 절연 재료는 특정 온도를 초과하면 신속히 노화되고 열화됩니다. 따라서 온도는 변압기의 서비스 수명에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 일정한 의미에서 변압기의 수명은 그의 절연 재료의 수명이라고 할 수 있습니다.

절연 재료가 장시간 전기장과 고온에 노출되면 원래의 기계적 성질과 절연 성질이 점진적으로 손실되는 현상을 노화라고 합니다. 노화 속도는 주로 다음 요인들에 의해 결정됩니다:

• 절연체의 온도.

• 절연 재료의 습도.

• 유침식 변압기의 경우, 유에 녹아 있는 산소의 양도 고려해야 합니다.

이 세 가지 요인은 변압기의 서비스 수명을 결정합니다. 실제와 연구 결과에 따르면, 만약 감지선이 95°C를 지속적으로 유지할 수 있다면, 변압기는 20년의 서비스 수명을 보장받을 수 있습니다. 온도와 수명 간의 관계를 바탕으로 "8°C 규칙"을 도출할 수 있습니다: 이 온도에서의 수명을 기준으로, 감지선 온도가 8°C마다 증가할 때마다 변압기의 서비스 수명은 반으로 줄어듭니다.

중국의 대부분의 전력 변압기는 오일-종이 절연, 즉 A급 절연을 사용합니다. A급 절연 변압기의 경우, 정상 운전 시 주변 공기 온도가 40°C일 때, 감지선의 최대 운전 온도는 105°C입니다.

관련 데이터와 실천에 따르면:

• 변압기의 절연 운전 온도가 95°C일 때, 그의 서비스 수명은 20년입니다.

• 변압기의 절연 운전 온도가 105°C일 때, 그의 서비스 수명은 7년입니다.

• 변압기의 절연 운전 온도가 120°C일 때, 그의 서비스 수명은 2년입니다.

본질적으로 일정한 전압 하에서 변압기의 내부 절연 온도는 주로 부하 전류의 크기에 따라 달라집니다: 높은 부하 전류는 절연 온도를 높이고, 낮은 부하 전류는 절연 온도를 낮춥니다.

변압기가 과부하 상태거나 여름에 정격 부하로 운전될 때, 내부 절연체는 고온으로 작동하여 수명 손실이 가속화됩니다. 변압기가 경부하 상태나 겨울에 정격 부하로 운전될 때, 내부 절연체는 낮은 온도로 작동하여 수명 손실이 느려집니다. 따라서 변압기의 부하 용량을 연중 최대한 활용하면서 정상적인 서비스 수명에 영향을 미치지 않으려면 월별 부하를 적절히 조정할 수 있습니다.

고전압은 변압기의 노화를 가속화시킵니다

예를 들어, 규정에 따르면 변압기의 운전 전압은 정격 전압의 5%를 초과해서는 안 됩니다. 너무 높은 전압은 변압기 코어의 자극 전류를 증가시키며, 코어 포화를 초래하고, 고조파 플럭스를 생성하며, 코어 손실을 더욱 증가시키고, 코어 과열을 유발할 수 있습니다. 너무 높은 전압은 또한 변압기의 노화를 가속화시켜 그의 서비스 수명을 단축시킵니다. 따라서 변압기의 운전 전압은 너무 높아서는 안 됩니다.

절연 재료가 일정 정도 노화되면, 운전 진동과 전자기력의 영향으로 절연체가 균열될 수 있으며, 전기적 파괴 고장이 더 가능해지고 변압기의 서비스 수명이 줄어듭니다.

변압기 부하 조정으로 이상적인 서비스 수명 달성

본질적으로 일정한 전압 하에서 변압기의 내부 절연 온도는 주로 부하 전류의 크기에 따라 달라집니다: 높은 부하 전류는 절연 온도를 높이고, 낮은 부하 전류는 절연 온도를 낮춥니다.

변압기가 과부하 상태거나 여름에 정격 부하로 운전될 때, 내부 절연체는 고온으로 작동하여 수명 손실이 가속화됩니다. 변압기가 경부하 상태나 겨울에 정격 부하로 운전될 때, 내부 절연체는 낮은 온도로 작동하여 수명 손실이 느려집니다. 따라서 변압기의 부하 용량을 연중 최대한 활용하면서 정상적인 서비스 수명에 영향을 미치지 않으려면 월별 부하를 적절히 조정할 수 있습니다.

적절한 유지보수는 변압기의 서비스 수명을 최대화하는 데 도움이 됩니다
변압기가 고장이 나면, 수리 비용과 중단 비용이 막대하며, 코일을 다시 감거나 대형 전력 변압기를 재건하는 데 6개월에서 12개월이 소요될 수 있다는 것은 잘 알려져 있습니다. 따라서 적절한 유지보수 프로그램은 변압기의 최대 서비스 수명을 달성하는 데 도움이 됩니다.

좋은 유지보수 프로그램의 세 가지 핵심 사항

설치 및 운전

A. 변압기의 부하가 설계 한도 내에 있도록 합니다. 오일 냉각식 변압기의 경우 상부 오일 온도를 주의 깊게 모니터링합니다.
B. 변압기의 설치 위치는 설계 및 건설 표준에 적합해야 합니다. 야외에 설치할 경우 변압기가 야외 운전에 적합하도록 합니다.
C. 변압기를 번개와 외부 손상으로부터 보호합니다.

오일 테스트

변압기 오일의 절연 강도는 수분 함유량이 증가함에 따라 급격히 감소합니다. 0.01%의 물 함유량만으로도 절연 강도가 거의 절반으로 감소할 수 있습니다. 작은 분배 변압기를 제외하고 모든 변압기의 오일 샘플은 정기적으로 파괴 테스트를 받아 수분을 적절히 검출하고 필터링을 통해 제거해야 합니다.

오일의 고장 가스 분석을 수행해야 합니다. 변압기 오일의 8가지 고장 가스를 위한 온라인 모니터링 장치를 사용하여 고장이 발생함에 따라 오일에 녹아 있는 가스의 농도를 지속적으로 측정합니다. 이러한 가스의 종류와 농도를 분석하여 고장 유형을 판단할 수 있습니다. 오일의 물리적 특성 테스트는 매년 수행되어 절연 성능을 확인해야 하며, 절연 파괴 강도, 산성도, 계면장력 등 테스트를 포함합니다.