Elk onderdeel van detransformatorheeft verschillende toegestane temperatuurstijgingen, en verschillende bedrijfsomstandigheden vereisen ook de veilige werking van de transformator en de detectietechnologie van de transformator.
Toegestane temperatuurstijging van de wikkeling: De toegestane temperatuurstijging van de wikkeling verwijst naar de gemiddelde temperatuurstijging van de gehele wikkeling, gemeten volgens de weerstandsmethode. De toegestane temperatuurstijging is gerelateerd aan de hittebestendigheidsgraad van de isolatie. In olie ondergedompelde transformatoren behoren tot isolatieklasse A. Omdat de traditionele meetmethode voor de temperatuurstijging van de wikkelingen de weerstandsmethode is, is de gemeten temperatuurstijging de gemiddelde temperatuurstijging. De toegestane gemiddelde temperatuurstijging van klasse A-isolatie is 65K. De gemiddelde temperatuurstijging houdt verband met de heetste punttemperatuur van de wikkeling. Stel dat het verschil in liter 13K is. Wanneer de jaarlijkse gemiddelde temperatuur 20 graden is, is de heetste punttemperatuur van de klasse A-isolatiewikkeling 20+65+13=98 graden. Op dit moment heeft de klasse A-isolatie een normale levensduur. De toegestane gemiddelde temperatuurstijging van verschillende soorten isolatie van droge transformatoren: A-niveau is 60K, E-niveau is 75K, B-niveau is 80K, F-niveau is 100K, H-niveau is 125K en C-niveau is 150K. De temperatuurstijging van de wikkelingen in de winter is lager dan de gemiddelde temperatuur. Als de temperatuur van de wikkelingen hoger stijgt dan de gemiddelde temperatuurstijging in de zomer, wordt de levensduur van de wikkelingen opgeofferd. Als de operatie de nominale capaciteit overschrijdt, wordt ook het leven opgeofferd. Als de capaciteit op het typeplaatje wordt overschreden, wordt de heetste punttemperatuur van deolie-ondergedompelde transformatorDe isolatiewikkeling van klasse A mag niet groter zijn dan 140 graden. Zelfs als de levensduur niet wordt opgeofferd, mag deze de 140 graden niet overschrijden, omdat wanneer deze de 140 graden overschrijdt, de olie zal ontbinden in gas en de isolatie zal aantasten. kracht. Daarom kan de heetste punttemperatuur van klasse A-isolatie van in olie ondergedompelde transformatoren niet hoger zijn dan 140 graden, wat wordt bepaald door de veilige werking van de transformator.
Transformatoren met grote capaciteit hebben soms verschillende koelmethoden, zoals ONAN/ONAF. De nominale capaciteit van de transformator verwijst doorgaans naar de toegestane waarde onder ONAF. Wanneer de ventilator vermogen verliest, zal de koeling toenemen, dus de capaciteit van de transformator moet worden verminderd bij gebruik in de ONAN-koelmodus. , zodat de gemiddelde temperatuurstijging van de wikkeling niet groter is dan 65K.
Bovendien moeten in een twee- of drie-wikkelingstransformator twee of drie wikkelingen tegelijkertijd dezelfde temperatuurstijging bereiken. Wanneer één wikkeling een gemiddelde temperatuurstijging van 65K bereikt en de temperatuurstijging van de andere of twee wikkelingen lager is dan 65K, is een dergelijk ontwerp oneconomisch. Het is het meest economisch als de temperatuurstijging van het bovenste olieoppervlak van een in olie ondergedompelde transformator en de gemiddelde temperatuurstijging van verschillende wikkelingen tegelijkertijd de toegestane temperatuurstijging bereiken. Dat wil zeggen, wanneer de temperatuurstijging van het bovenste olieoppervlak 55K bereikt (60K wanneer de olie geïsoleerd is van de lucht), bereikt de gemiddelde temperatuurstijging van de wikkelingen 65K. In de ontwerpfase wordt de stroomdichtheid van elke wikkeling redelijk gekozen, zodat de temperatuurstijging van elke wikkeling bijna 65 K bedraagt, terwijl het belastingsverlies de standaardwaarde niet overschrijdt. Tegelijkertijd bereikt het hoogste oliepeil 55K. Dit is echter een probleem bij een sterke oliecirculatie. De temperatuurstijging van de olietoplaag van een sterke olie-luchtgekoelde transformator bedraagt doorgaans 40K, en de temperatuurstijging van de olietoplaag van een sterke olie-watergekoelde transformator bedraagt doorgaans 35K.
In feite is het moeilijk voor de temperatuurstijging van het bovenste olieoppervlak en de gemiddelde temperatuurstijging van de wikkeling om tegelijkertijd de toegestane grenswaarde te bereiken. Daarom kan de gemiddelde temperatuurstijging van de wikkeling in het algemeen niet worden beoordeeld op basis van de temperatuurstijging van het bovenste olieoppervlak. Dit is ook de reden waarom transformatoren met grote capaciteit zijn uitgerust met zowel indicatoren voor de olieoppervlaktetemperatuur als indicatoren voor de wikkelingstemperatuur. Als er bijvoorbeeld een enkele temperatuurindicator voor het olieoppervlak is geïnstalleerd, is het soms moeilijk om de gemiddelde temperatuurstijging van de wikkelingen te beoordelen, vooral bij transformatoren met sterke oliecirculatiekoeling.
Bij het analyseren van de temperatuurstijging van de transformator moeten we ook letten op de temperatuur van het koelmedium.
Over het algemeen is het koelmedium van luchtgekoelde transformatoren lucht, en het koelmedium van watergekoelde transformatoren is water.
Wanneer een gesloten rail wordt geïnstalleerd, is de temperatuur 80 graden, hoewel het medium van de laagspanningsbus in de gesloten rail lucht is. Daarom is de toegestane temperatuur van de laagspanningsdoorvoer anders wanneer deze in het open type wordt gebruikt en wanneer deze in de gesloten stroomrail wordt gebruikt. Over het algemeen moet de nominale stroom van bussen die in gesloten rails worden gebruikt, worden verlaagd omdat de luchttemperatuur in de gesloten rails hoog is.
Het is duidelijk dat de toelaatbare temperatuurstijging van de leiding, bus, belaste kraanwisselaar of niet-aangeslagen kraanwisselaar afhankelijk is van de temperatuurstijging van het omringende medium. De transformator heeft een bepaald vermogen om de capaciteit op het typeplaatje te overschrijden, en de componenten ervan moeten ook hetzelfde vermogen hebben, met een bepaalde levensduur zonder de veilige werking te beïnvloeden.
De temperatuurstijging van het bovenste olieoppervlak en de eerder geanalyseerde gemiddelde temperatuurstijging van de wikkeling verwijzen naar de plotselinge belastingsdump onder stabiele toestand. Op dit moment moet ook aandacht worden besteed aan de tijdconstante van temperatuurverandering. De tijdconstante van olie is relatief groot, wat betekent dat nadat de belasting verandert, de temperatuur van het olieoppervlak gedurende lange tijd verandert met de verandering van de belasting.
Wanneer de belasting toeneemt, kan er niet van worden uitgegaan dat de temperatuur van het olieoppervlak niet verandert, en dat de wikkelingstemperatuur ook niet verandert. De tijdconstante van de olie is groot en de temperatuur van het olieoppervlak stijgt langzaam. De wikkeltijdconstante is klein en de wikkeltemperatuur stijgt snel. Als er een indicator voor de wikkelingstemperatuur is, moet deze indicator ook een goede responstijd en een kleine tijdconstante hebben.
Om de start van de ONAF-ventilator te controleren, kan er niet op de olieoppervlaktetemperatuurindicator worden vertrouwd. Het kan alleen worden geregeld door de wikkelingstemperatuurindicator of door de stroomtransformator van de bus.
In transformatoren zal soms lokale oververhitting optreden als de verliesdichtheid veroorzaakt door magnetische fluxlekkage te groot is. Soms zal er plaatselijk sprake zijn van oververhitting van de muur van de kast nabij de hoogstroomkabel, het deksel van de kast waar de hoogstroomdoorvoer naar buiten wordt geleid, etc. De ontleding van olie in gas als gevolg van plaatselijke oververhittingstemperaturen is niet toegestaan en zal leiden tot een afname van de betrouwbaarheid. Daarom moeten er maatregelen worden genomen om het pad van de magnetische fluxlekkage te veranderen, magnetische isolatiemaatregelen te nemen of niet-magnetische materialen te gebruiken waar de magnetische fluxlekkage geconcentreerd is.
Wanneer de transformator in bedrijf is, zal er onvermijdelijk kortsluiting optreden. Wanneer de transformator wordt kortgesloten, zal er een kortsluitstroom vloeien. Op dit moment zal de transformator snel opwarmen. Vanwege de grote kortsluitstroom werkt de transformator onder adiabatische omstandigheden zonder rekening te houden met warmteafvoer.
De toegestane temperatuur van klasse A geïsoleerde koperdraadwikkelingen tijdens kortsluiting is 250 graden.
Om deze temperatuur niet te overschrijden, moet de toegestane stroomdichtheid bij kortsluitstroom in het ontwerp zo worden berekend dat de koperen geleider tijdens de toegestane duur de 250 graden niet overschrijdt.
De toelaatbare mechanische spanning van koperen geleiders is gerelateerd aan de temperatuur. Als de bedrijfstemperatuur van koperen geleiders hoger wordt, zal de toegestane spanning afnemen. Wanneer de rek 0,2% bedraagt, moet de toegestane spanning daarom de toegestane waarde bij 250 graden zijn.
Bij het bestuderen van de toegestane temperatuurstijging van de transformator zijn er verschillende punten waar op moet worden gelet:
A. De overgangsweerstand in de belaste aftakkingswisselaar van de belaste aftakkingswisselaar moet zodanig zijn dat de stijging van de olietemperatuur van de weerstand niet groter is dan 350 K bij continu bedrijf van de belaste aftakkingswisselaar.
B. Zorg er bij het uitvoeren van de temperatuurstijgingstest voor dat er geen externe warmte terugstroomt in de transformator. Dit is het geval als de stroomdichtheid van de kortgesloten leiding te hoog is.
C. Sensoren kunnen in de wikkelingen worden ingebed en via optische vezels naar buiten worden geleid om de hotspottemperatuur van de wikkelingen te meten. Op deze manier kan het bedrijfsvermogen van de transformator buiten het typeplaatje worden gemeten.
D. Voor transformatoren die op grote hoogte werken, moet aandacht worden besteed aan de problemen bij de warmteafvoer op grote hoogte, maar tegelijkertijd zal de omgevingstemperatuur op grote hoogte dalen, en deze twee kunnen soms worden gecompenseerd.
e. De kerntemperatuur van de droge transformator zal de temperatuurstijging van de wikkelingen nabij de kernpost beïnvloeden.
F. Er mag geen restlucht in de radiateur aanwezig zijn die niet is vrijgekomen. Er moet een ontluchtingsplug op de radiator zitten om deze leeg te laten lopen vóór de temperatuurstijgingstest.
G. Het is beter dat het warmteafvoercentrum van de radiator hoger is dan het verwarmingscentrum. H. Er mag zich geen gebied met dode olie onder de tankafdekking bevinden. i. De olie die vanuit de radiateur of koeler de olietank binnenkomt, moet in de wikkeling kunnen stromen en mag niet kortsluiting veroorzaken in de ruimte buiten de wikkeling.
J. De eenheid die wordt gebruikt voor de temperatuurstijgingstest moet voldoende capaciteit hebben en indien nodig kan condensatorcompensatie worden gebruikt. Chromatografische analyse van gas in de olie voor en na de temperatuurstijgingstest is een detectiemethode om te detecteren of er sprake is van oververhitting, maar de temperatuurstijgingstesttijd moet lang genoeg zijn. Vloeistofchromatografieanalyse kan ook worden gebruikt om het furfuralgehalte te detecteren om te bepalen of er sprake is van oververhitting bij lage temperatuur.