Ang Buhay ng Transformer Naihalve sa Bawat 8°C na Pataas? Pag-unawa sa Mekanismo ng Thermal Aging

Ang haba ng oras na maaaring mag-operate ang isang transformer sa ilalim ng rated voltage at rated load ay tinatawag na service life ng transformer. Ang mga materyales na ginagamit sa paggawa ng transformer ay nasa dalawang pangunahing kategorya: metalikong materyales at insulating materyales. Ang mga metalikong materyales ay karaniwang maaaring tanggapin ang mataas na temperatura nang walang pinsala, ngunit ang mga insulating materyales ay mabilis na lumoluno at nagdaraos kapag ang temperatura ay lumampas sa tiyak na halaga. Kaya, ang temperatura ay isa sa mga pangunahing factor na nakakaapekto sa service life ng transformer. Sa isang tiyak na kahulugan, ang buhay ng transformer ay maaaring masabing ang buhay ng kanyang insulating materyales.

Ang pagbaba ng temperatura ay panaigsi ng service life ng transformer

Ang haba ng oras na maaaring mag-operate ang isang transformer sa ilalim ng rated voltage at rated load ay tinatawag na service life ng transformer. Ang mga materyales na ginagamit sa paggawa ng transformer ay nasa dalawang pangunahing kategorya: metalikong materyales at insulating materyales. Ang mga metalikong materyales ay karaniwang maaaring tanggapin ang mataas na temperatura nang walang pinsala, ngunit ang mga insulating materyales ay mabilis na lumoluno at nagdaraos kapag ang temperatura ay lumampas sa tiyak na halaga. Kaya, ang temperatura ay isa sa mga pangunahing factor na nakakaapekto sa service life ng transformer. Sa isang tiyak na kahulugan, ang buhay ng transformer ay maaaring masabing ang buhay ng kanyang insulating materyales.

Ang paulit-ulit na pagkawala ng orihinal na mekanikal at insulating properties ng insulating materyales sa mahabang panahon ng paglaban sa electric fields at mataas na temperatura ay tinatawag na aging. Ang rate ng aging ay batakas depende sa mga sumusunod na factors:

• Temperatura ng insulation.

• Kontenido ng moisture ng insulating materyales.

• Para sa oil-immersed transformers, ang dami ng oxygen na dissolved sa langis ay dapat ding i-consider.

Ang tatlong ito na factors ay nagpapasya sa service life ng transformer. Ang praktikal at pagsasaliksik ay nagpapakita na kung ang winding ay maaaring patuloy na panatilihin ang temperatura ng 95°C, ang transformer ay maaaring siguraduhing may service life na 20 taon. Batay sa ugnayan ng temperatura at buhay, maaaring ma-derive ang "8°C rule": kumuha ng buhay sa temperatura na ito bilang basehan, para sa bawat 8°C na pagtaas ng winding temperature, ang service life ng transformer ay nababawasan nang kalahati.

Ang karamihan ng power transformers sa Tsina ay gumagamit ng oil-paper insulation, o Class A insulation. Para sa Class A insulated transformers, sa normal na operasyon, kapag ang ambient air temperature ay 40°C, ang pinakamataas na operating temperature ng windings ay 105°C.

Batay sa relevant na data at praktikal:

• Kapag ang insulation operating temperature ng transformer ay 95°C, ang service life nito ay 20 taon.

• Kapag ang insulation operating temperature ng transformer ay 105°C, ang service life nito ay 7 taon.

• Kapag ang insulation operating temperature ng transformer ay 120°C, ang service life nito ay 2 taon.

Ang internal insulation temperature ng transformer, sa halos constant na voltage, ay batakas depende sa laki ng load current: mas mataas na load current ay nagbibigay ng mas mataas na insulation temperature, samantalang mas mababang load current ay nagbibigay ng mas mababang insulation temperature.

Kapag ang transformer ay overloaded o nag-ooperate sa rated load sa tag-init, ang internal insulation nito ay tumatakbo sa mataas na temperatura, nagpapabilis ng life loss. Kapag ang transformer ay nag-ooperate sa light load o sa rated load sa taglamig, ang internal insulation nito ay tumatakbo sa mas mababang temperatura, nagpapabagal ng life loss. Kaya, upang maimumutil ang load capacity ng transformer sa loob ng taon nang hindi nakakaapekto sa normal na service life nito, maaaring i-adjust ang monthly load nang angkop.

Mataas na voltage ay nagpapabilis ng aging ng transformer

Halimbawa, ang regulasyon ay nagsasaad na ang operating voltage ng transformer ay hindi dapat lumampas sa 5% ng rated voltage nito. Ang sobrang mataas na voltage ay nagpapataas ng magnetizing current sa core ng transformer, maaaring magresulta sa core saturation, bumuo ng harmonic flux, paangat ng core losses, at magdulot ng core overheating. Ang sobrang mataas na voltage ay nagpapabilis din ng aging ng transformer, nagpapakutitib ng service life nito; kaya, ang operating voltage ng transformer ay hindi dapat masyadong mataas.

Kapag ang insulating material ay lumoluno hanggang sa tiyak na antas, sa impluwensya ng operational vibration at electromagnetic forces, ang insulation ay maaaring mag-crack, nagpapalubog ng electrical breakdown faults, at nagpapababa ng service life ng transformer.

Pag-aadjust ng load ng transformer upang makamit ang ideal na service life

Ang internal insulation temperature ng transformer, sa halos constant na voltage, ay batakas depende sa laki ng load current: mas mataas na load current ay nagbibigay ng mas mataas na insulation temperature, samantalang mas mababang load current ay nagbibigay ng mas mababang insulation temperature.

Kapag ang transformer ay overloaded o nag-ooperate sa rated load sa tag-init, ang internal insulation nito ay tumatakbo sa mataas na temperatura, nagpapabilis ng life loss. Kapag ang transformer ay nag-ooperate sa light load o sa rated load sa taglamig, ang internal insulation nito ay tumatakbo sa mas mababang temperatura, nagpapabagal ng life loss. Kaya, upang maimumutil ang load capacity ng transformer sa loob ng taon nang hindi nakakaapekto sa normal na service life nito, maaaring i-adjust ang monthly load nang angkop.

Ang proper na maintenance ay tumutulong upang makamit ang maximum na service life ng transformer
Alam ng lahat na kapag ang transformer ay nabigo, hindi lamang ang repair costs at downtime expenses ang malaki, kundi ang rewinding ng coil o rebuilding ng malaking power transformer ay maaaring umabot sa 6 hanggang 12 buwan. Kaya, ang proper na maintenance program ay tutulong upang makamit ng transformer ang maximum na service life.

Tatlong key points ng isang mabuting maintenance program

Installation at operation

A. Siguraduhin na ang load ay nananatiling nasa loob ng design limits ng transformer. Para sa oil-cooled transformers, maging maingat sa pag-monitor ng top-oil temperature.
B. Ang lokasyon ng installation ng transformer ay dapat angkop sa design at construction standards nito. Kung installed sa labas, siguraduhin na ang transformer ay angkop para sa outdoor operation.
C. Protektahan ang transformer mula sa lightning strikes at external damage.

Oil testing

Ang dielectric strength ng transformer oil ay mabilis na bumababa habang tumaas ang moisture content. Ang kaunti lang na 0.01% water content ay maaaring ibaba ito ng halos kalahati. Maliban sa maliit na distribution transformers, ang mga sample ng oil mula sa lahat ng transformers ay dapat regular na isailalim sa breakdown tests upang ma-detect ang moisture at alisin ito sa pamamagitan ng filtration.

Dapat gawin ang fault gas analysis sa oil. Gamit ang online monitoring device para sa walong fault gases sa transformer oil, patuloy na sukatin ang concentration ng gases na dissolved sa oil habang lumalaki ang mga faults. Sa pamamagitan ng pag-analyze ng mga uri at concentration ng mga gases, maaaring matukoy ang uri ng fault. Dapat gawin ang physical property tests ng oil taon-taon upang ipagtamo ang insulating performance nito, kasama ang mga tests para sa dielectric breakdown strength, acidity, interfacial tension, atbp.