Transformatoare moderne de tip uscat și factori externi agresivi

Transformatoarele uscate moderne se disting printr-o fiabilitate destul de ridicată în funcționare, dar, ca și alte echipamente electrice, factorii externi le afectează durata de viață.

Factori de mediu agresivi

Luați în considerare factorii externi agresivi, în urma cărora pot apărea deteriorarea și defecțiunea transformatorului.

Transformatoarele uscate sunt supuse diferitelor atacuri chimice și fizice, în funcție de calitatea mediului. Pericolele potențiale sunt următoarele:

• umiditate;

• poluare fizică și chimică;

• vânt.

Depozitarea transformatoarelor uscate

În timpul depozitării, temperatura transformatorului este egală cu temperatura ambiantă. În această perioadă, izolația sa este expusă la umiditate: pătrunderea în izolație și condensul la suprafață, care poate provoca descărcări ("suprapuneri") atunci când se aplică tensiune. Din acest motiv, se recomandă depozitarea unui transformator uscat la o umiditate relativă de cel mult 90% și asigurați-vă că nu există condens înainte de utilizare.

Funcționarea transformatoarelor uscate

Un transformator uscat în timpul funcționării poate fi expus la diferite influențe agresive.

Umiditate crescută

Deși temperatura de funcționare a bobinelor este mai mare decât temperatura ambiantă, umiditatea foarte mare poate face ca umiditatea să pătrundă în materialul bobinei și să deterioreze proprietățile de izolare.

Praf conductiv

Câmpurile electrostatice atrag particulele de praf depuse pe suprafața bobinelor HV. Acest lucru reduce rezistența la curenții de scurgere de suprafață, crescând probabilitatea suprapunerii izolației transformatorului.

Hidrocarburi volatile: vapori de ulei etc.

Pe suprafața bobinelor se pot depune vapori de hidrocarburi atrași electrostatic. Ulterior, sub influența temperaturii, hidrocarburile pot fi transformate chimic pentru a forma depozite semiconductoare sau conductoare. Acest lucru poate face ca izolația să se închidă sau să perturbe distribuția câmpului electric pe suprafață, contribuind la acumularea de praf conductiv.

Poluarea chimică

Unele substanțe provoacă coroziunea materialelor izolatoare (rata sa depinde de umiditate și temperatură) și deteriorarea proprietăților dielectrice.

Praf, nisip, sare

Gradul de influență a acestor factori depinde de prezența vântului. Sunt disponibile următoarele opțiuni:

• deteriorarea parametrilor electrici: calitatea contactelor, rezistența la curenții de scurgere;

• înfundarea ventilatoarelor;

• efect abraziv asupra suprafeței izolatorilor și reducerea rezistenței suprafeței; • acumularea de praf conductiv pe bobinele HV;

• orificiile de aerisire blocate.

Praful fin este higroscopic, ceea ce contribuie în continuare la formarea unui strat conductor pe suprafața izolatorului.

Concentrare acceptabilă

Pentru transformatoarele de tip uscat care funcționează în zone urbane cu instalații industriale sau trafic intens, precum și în zonele neprotejate de praf (cu excepția celor din apropierea surselor de praf), trebuie respectate următoarele restricții:

• umiditatea relativă a aerului, nu mai mult de 90%;

• concentrația de SO2, nu mai mult de 0,1 mg / m3;

• concentrația de NOx, nu mai mult de 0,1 mg/m3;

• concentrația de praf și nisip, nu mai mult de 0,2 mg / m3;

• concentrația de sare de mare, nu mai mult de 0,3 g / m3;

Notă: Recomandările sunt date în conformitate cu IEC 60721.

Luând în considerare aceste limitări, se păstrează durata de viață estimată a transformatoarelor scumpe, care este de zeci de ani.

Condițiile termice ale transformatorului

Modul de funcționare termic al transformatorului este unul dintre cei mai importanți factori care influențează îmbătrânirea izolației și, în consecință, durata de viață a acesteia. Se recomanda respectarea urmatoarelor conditii pentru a asigura o racire adecvata, indiferent de dimensiunea incaperii si de gradul de protectie al transformatorului (incinta) tip uscat. Aceste recomandări se aplică și altor tipuri de echipamente electrice.

Tracţiune

Volumul mare de spațiu deasupra transformatorului facilitează un flux mai bun de aer încălzit. În plus, eficacitatea ventilației depinde de capacitatea sa de a elimina aerul din partea superioară a încăperii. Pentru a face acest lucru, admisia ar trebui să fie cât mai jos posibil și evacuarea cât mai sus posibil și pe partea opusă.

Amplasarea admisiei de aer (ventilatorului) deasupra transformatorului previne iesirea aerului fierbinte din acesta. Acest lucru poate duce la creșterea temperaturii transformatorului peste nivelul permis. În cel mai bun caz, protecția termică va funcționa; în cel mai rău caz, dacă lipsește, se va produce supraîncălzirea și îmbătrânirea prematură a izolației.

Cerințe pentru camera în care este instalat transformatorul uscat

Dimensiunile camerei

Scopul unei ventilații eficiente a încăperii este de a elimina toată căldura generată de echipamentele electrice (transformatoare, motoare, încălzitoare etc.).

Se presupune că în modul normal dispozitivul emite pierderi de putere P (kW).

Pentru a-l îndepărta cu ventilație, trebuie să:

• deschidere de admisie a aerului rece cu o suprafață efectivă S (m2), situată în partea inferioară lângă transformator (suprafața efectivă a deschiderii este aria sa reală, minus toate interferențele - grile, supape etc.);

• o ieșire de aer cald cu o suprafață efectivă S '(m2) situată deasupra pe partea opusă, dacă este posibil deasupra transformatorului, la o înălțime H (m) față de deschiderea inferioară.

Aria găurilor este determinată de formulele: S = (0,18 * P) / H, S '= 1,1 * S.

Spațiul de deasupra transformatorului trebuie să rămână liber până în tavan, cu excepția conexiunilor.

Aceste formule sunt aplicabile atunci când echipamentul este instalat la o înălțime de până la 1000 m deasupra nivelului mării, la o temperatură medie anuală de 20 ° C.

Dacă este imposibil să se asigure zonele de deschideri menționate mai sus pentru ventilația naturală a încăperii, atunci ventilația forțată trebuie aplicată folosind instalația:

• în deschiderea inferioară — un ventilator de alimentare cu capacitate Q (m3 / s), determinată de pierderile de putere după formula: Q = 0,1 * P;

• pe deschiderea superioară — ventilator de evacuare cu capacitate Q '(m3 / s), determinată prin formula: Q' = 0,11 * P.

Dacă aria doar a uneia dintre găuri este insuficientă, este permisă limitarea instalării ventilatorului numai pe acesta.

Grad de protecție

Depinde grad de protectie (IP) și transparența plasei de pe pereții carcasei, zona efectivă necesară a orificiilor de ventilație poate fi destul de mare. De exemplu, într-o carcasă IP31 a unui transformator uscat, aria de perforare a ochilor este de 50%.

Prezența altor echipamente în cameră. Dacă în încăpere sunt instalate alte echipamente, la calcularea ventilației, puterea P trebuie să includă pierderile acesteia la sarcină maximă.

Ventilatoare Transformer

Instalarea ventilatoarelor transformatoare nu reduce în niciun caz cerințele de ventilație a încăperii! Când ventilatoarele funcționează, au nevoie și de aer rece pentru a curge în cameră și de aer cald pentru a ieși.

Aer condiționat în jurul transformatorului

Praf

Acumularea de praf pe transformator previne disiparea corectă a căldurii, acest lucru este valabil mai ales pentru industriile cu praf, cum ar fi cele care implică ciment. Este necesară aspirarea regulată (fără suflare!).

Umiditatea atmosferică

Din punctul de vedere al ventilației transformatorului și al posibilității de supraîncălzire a acestuia, umiditatea aerului nu este un factor periculos. Cu toate acestea, atunci când se calculează dimensiunile încăperii și deschiderile de ventilație, ar trebui să se ia în considerare prezența elementelor de încălzire care împiedică formarea condensului.

Cunoașterea și respectarea anumitor reguli și precauții pentru a proteja transformatorul în timpul depozitării și funcționării acestuia de factorii agresivi de orice tip este cheia funcționării fiabile a transformatorului în condiții de sarcini de proiectare și suprasarcini controlate.