Każda częśćtransformatorma różne dopuszczalne przyrosty temperatury, a różne warunki pracy wymagają również bezpiecznej pracy transformatora i technologii detekcji transformatora.
Dopuszczalny wzrost temperatury uzwojenia: Dopuszczalny wzrost temperatury uzwojenia odnosi się do średniego wzrostu temperatury całego uzwojenia, mierzonego metodą rezystancji. Dopuszczalny wzrost temperatury jest powiązany ze stopniem odporności cieplnej izolacji. Transformatory zanurzone w oleju należą do klasy izolacji A. Ponieważ tradycyjną metodą pomiaru wzrostu temperatury uzwojenia jest metoda rezystancji, zmierzony wzrost temperatury jest średnim wzrostem temperatury. Dopuszczalny średni wzrost temperatury izolacji klasy A wynosi 65 K. Średni wzrost temperatury jest powiązany z temperaturą najgorętszego punktu uzwojenia. Załóżmy, że różnica w litrach wynosi 13 tys. Gdy średnia roczna temperatura wynosi 20 stopni, najwyższa temperatura uzwojenia izolacyjnego klasy A wynosi 20+65+13=98 stopnia. W tym czasie izolacja klasy A ma normalną żywotność. Dopuszczalny średni wzrost temperatury różnych typów izolacji transformatorów suchych: poziom A wynosi 60 K, poziom E wynosi 75 K, poziom B wynosi 80 K, poziom F wynosi 100 K, poziom H wynosi 125 K i poziom C 150 tys. Wzrost temperatury uzwojenia w zimie jest niższy niż średnia temperatura. Jeśli temperatura uzwojenia wzrośnie powyżej średniego wzrostu temperatury w lecie, żywotność uzwojenia zostanie poświęcona. Jeśli operacja przekroczy pojemność znamionową, życie również zostanie poświęcone. W przypadku przekroczenia wydajności podanej na tabliczce znamionowej, najgorętsza temperatura punktutransformator zanurzony w olejuuzwojenie izolacyjne klasy A nie może przekraczać 140 stopni. Nawet jeśli życie nie zostanie poświęcone, nie wolno przekraczać 140 stopni, ponieważ gdy przekroczy 140 stopni, olej rozkłada się na gaz i wpływa na izolację. wytrzymałość. Dlatego też najwyższa temperatura izolacji klasy A transformatorów zanurzonych w oleju nie może przekraczać 140 stopni, co zależy od bezpiecznej pracy transformatora.
Transformatory o dużej pojemności mają czasami kilka metod chłodzenia, takich jak ONAN/ONAF. Moc znamionowa transformatora ogólnie odnosi się do wartości dopuszczalnej w ramach ONAF. Gdy wentylator straci moc, chłodzenie wzrośnie, dlatego też moc transformatora musi zostać zmniejszona podczas pracy w trybie chłodzenia ONAN. , tak aby średni przyrost temperatury uzwojenia nie przekraczał 65K.
Ponadto w transformatorze dwuuzwojeniowym lub trójuzwojeniowym dwa lub trzy uzwojenia powinny osiągnąć ten sam wzrost temperatury w tym samym czasie. Gdy jedno uzwojenie osiąga średni wzrost temperatury 65 K, a wzrost temperatury drugiego lub dwóch uzwojeń jest mniejszy niż 65 K, taka konstrukcja jest nieekonomiczna. Najbardziej ekonomiczne jest, aby wzrost temperatury górnej powierzchni oleju transformatora olejowego i średni wzrost temperatury kilku uzwojeń osiągnęły jednocześnie dopuszczalny wzrost temperatury. Oznacza to, że gdy wzrost temperatury górnej powierzchni oleju osiągnie 55 K (60 K, gdy olej jest odizolowany od powietrza), średni wzrost temperatury uzwojeń sięga 65 K. Na etapie projektowania gęstość prądu każdego uzwojenia dobiera się rozsądnie, tak aby przyrost temperatury każdego uzwojenia był bliski 65K, a straty obciążenia nie przekraczały wartości standardowej. Jednocześnie górny poziom oleju osiąga 55 tys. Jest to jednak problem w przypadku silnej cyrkulacji oleju. Wzrost temperatury górnej warstwy oleju w silnym transformatorze chłodzonym olejem i powietrzem wynosi zazwyczaj 40 K, a wzrost temperatury górnej warstwy oleju w silnym transformatorze chłodzonym olejem i wodą wynosi zazwyczaj 35 K.
W rzeczywistości trudno jest, aby wzrost temperatury górnej powierzchni oleju i średni wzrost temperatury uzwojenia osiągnęły jednocześnie dopuszczalną wartość graniczną. Dlatego też nie można ogólnie ocenić średniego wzrostu temperatury uzwojenia na podstawie wzrostu temperatury górnej powierzchni oleju. Jest to również powód, dla którego transformatory dużej mocy są wyposażone zarówno we wskaźniki temperatury powierzchni oleju, jak i wskaźniki temperatury gorącego punktu uzwojenia. Na przykład, jeśli zainstalowany jest pojedynczy wskaźnik temperatury powierzchni oleju, czasami trudno jest ocenić średni wzrost temperatury uzwojeń, szczególnie w przypadku transformatorów z silnym chłodzeniem obiegowym oleju.
Analizując przyrost temperatury transformatora należy zwrócić także uwagę na temperaturę czynnika chłodzącego.
Ogólnie rzecz biorąc, czynnikiem chłodzącym transformatory chłodzone powietrzem jest powietrze, a czynnikiem chłodzącym transformatory chłodzone wodą jest woda.
Kiedy zainstalowana jest zamknięta szyna zbiorcza, chociaż medium przepustu niskiego napięcia w zamkniętej szynie zbiorczej jest powietrze, temperatura wynosi 80 stopni. Dlatego dopuszczalna temperatura przepustu niskiego napięcia jest inna, gdy jest on stosowany w typie otwartym i gdy jest stosowany w zamkniętym szynie zbiorczej. Ogólnie rzecz biorąc, prąd znamionowy przepustów stosowanych w zamkniętych szynach zbiorczych powinien zostać obniżony, ponieważ temperatura powietrza w zamkniętej szynie zbiorczej jest wysoka.
Można zauważyć, że dopuszczalny wzrost temperatury przewodu, tulei, przełącznika zaczepów pod obciążeniem lub niewzbudnego przełącznika zaczepów zależy od wzrostu temperatury otaczającego medium. Transformator ma pewną zdolność przekraczania pojemności znamionowej, a jego elementy również powinny mieć tę samą zdolność, mając określoną żywotność bez wpływu na bezpieczną pracę.
Analizowane wcześniej przyrosty temperatury górnej powierzchni oleju oraz średni wzrost temperatury uzwojenia odnoszą się do nagłego zaniku obciążenia w stanie ustalonym. Należy przy tym zwrócić uwagę na stałą czasową zmiany temperatury. Stała czasowa oleju jest stosunkowo duża, co oznacza, że po zmianie obciążenia temperatura powierzchni oleju zmienia się wraz ze zmianą obciążenia przez długi czas.
Gdy obciążenie wzrasta, nie można uznać, że temperatura powierzchni oleju nie ulega zmianie, podobnie jak temperatura uzwojenia. Stała czasowa oleju jest duża, a temperatura powierzchni oleju rośnie powoli. Stała czasowa uzwojenia jest mała, a temperatura uzwojenia szybko rośnie. Jeśli istnieje wskaźnik temperatury uzwojenia, wskaźnik ten powinien również charakteryzować się dobrym czasem reakcji i małą stałą czasową.
Aby kontrolować uruchomienie wentylatora ONAF, nie można polegać na wskaźniku temperatury powierzchni oleju. Można nim sterować jedynie za pomocą wskaźnika temperatury uzwojenia lub sterować za pomocą przekładnika prądowego przepustu.
W transformatorach czasami, gdy gęstość strat spowodowana wyciekiem strumienia magnetycznego jest zbyt duża, następuje lokalne przegrzanie. Czasami nastąpi miejscowe przegrzanie ścianki skrzynki w pobliżu przewodu wysokoprądowego, pokrywy skrzynki, z której wyprowadzona jest przepustnica wysokoprądowa itp. Rozkład oleju na gaz w wyniku miejscowego przegrzania jest niedopuszczalny i będzie powodować spadek niezawodności. Dlatego należy podjąć działania mające na celu zmianę ścieżki wycieku strumienia magnetycznego, zastosować środki izolacji magnetycznej lub zastosować materiały niemagnetyczne, w których koncentruje się wyciek strumienia magnetycznego.
Kiedy transformator pracuje, nieuchronnie nastąpi zwarcie. Kiedy transformator jest zwarty, będzie płynął prąd zwarciowy. W tym czasie transformator będzie się szybko nagrzewał. Ze względu na duży prąd zwarciowy transformator pracuje w warunkach adiabatycznych bez uwzględnienia strat ciepła.
Dopuszczalna temperatura uzwojeń z izolowanego drutu miedzianego klasy A podczas zwarcia wynosi 250 stopni.
Aby temperatura ta nie została przekroczona, dopuszczalną gęstość prądu pod prądem zwarciowym należy tak obliczyć w projekcie, aby temperatura przewodu miedzianego nie przekroczyła 250 stopni w dozwolonym czasie.
Dopuszczalne naprężenia mechaniczne przewodów miedzianych zależą od temperatury. Jeśli temperatura robocza przewodów miedzianych przekroczy, dopuszczalne naprężenie zmniejszy się. Dlatego też, gdy wydłużenie wynosi 0,2%, dopuszczalne naprężenie powinno być dopuszczalną wartością przy 250 stopniach.
Badając dopuszczalny wzrost temperatury transformatora, należy zwrócić uwagę na kilka punktów:
A. Rezystor przejściowy w przełączniku zaczepów pod obciążeniem przełącznika zaczepów pod obciążeniem powinien być taki, aby wzrost temperatury oleju przez rezystor nie przekraczał 350 K przy ciągłej pracy przełącznika zaczepów pod obciążeniem.
B. Podczas wykonywania testu wzrostu temperatury nie dopuścić do przedostania się ciepła z zewnątrz do transformatora. Dzieje się tak w przypadku, gdy gęstość prądu zwartego przewodu jest zbyt duża.
C. Czujniki można osadzić w uzwojeniach i wyprowadzić za pomocą włókien optycznych w celu pomiaru temperatury gorącego punktu uzwojeń. W ten sposób można zmierzyć zdolność operacyjną transformatora poza tabliczką znamionową.
D. W przypadku transformatorów pracujących na dużych wysokościach należy zwrócić uwagę na trudności w odprowadzaniu ciepła na dużych wysokościach, ale jednocześnie temperatura otoczenia na dużych wysokościach spadnie, co czasami można skompensować.
mi. Temperatura rdzenia transformatora suchego będzie miała wpływ na wzrost temperatury uzwojeń w pobliżu słupka rdzenia.
F. W chłodnicy nie powinno znajdować się resztki powietrza, które nie zostało uwolnione. Na chłodnicy musi znajdować się korek odpowietrzający, aby spuścić powietrze przed badaniem wzrostu temperatury.
G. Lepiej jest, aby środek odprowadzania ciepła grzejnika znajdował się wyżej niż środek grzewczy. H. Pod pokrywą zbiornika nie powinno być żadnego obszaru martwego oleju. I. Olej dopływający do zbiornika oleju z chłodnicy lub chłodnicy musi mieć możliwość przedostania się do uzwojenia i nie może przepływać w wyniku zwarcia w przestrzeni na zewnątrz uzwojenia.
J. Jednostka używana do badania wzrostu temperatury musi mieć wystarczającą pojemność i w razie potrzeby można zastosować kompensację kondensatorem. Analiza chromatograficzna gazu w oleju przed i po badaniu wzrostu temperatury jest metodą wykrywania przegrzania, ale czas badania wzrostu temperatury musi być wystarczająco długi. Analizę chromatografii cieczowej można również zastosować do wykrycia zawartości furfuralu w celu ustalenia, czy występuje przegrzanie w niskiej temperaturze.