Cada parte dotransformadortem diferentes aumentos de temperatura permitidos e diferentes condições de operação também exigem a operação segura do transformador e a tecnologia de detecção do transformador.
Aumento de temperatura permitido do enrolamento: O aumento de temperatura permitido do enrolamento refere-se ao aumento médio da temperatura de todo o enrolamento, medido pelo método de resistência. O aumento de temperatura permitido está relacionado ao grau de resistência ao calor do isolamento. Os transformadores imersos em óleo pertencem ao isolamento Classe A. Como o método tradicional de medição do aumento da temperatura do enrolamento é o método de resistência, o aumento da temperatura medido é o aumento médio da temperatura. O aumento médio permitido da temperatura do isolamento Classe A é de 65K. O aumento médio da temperatura está relacionado à temperatura do ponto mais quente do enrolamento. Suponha que a diferença em litros seja 13K. Quando a temperatura média anual é de 20 graus, a temperatura do ponto mais quente do enrolamento de isolamento Classe A é 20+65+13=98 graus. Neste momento, o isolamento Classe A tem vida normal. O aumento médio de temperatura permitido de vários tipos de isolamento de transformadores do tipo seco: nível A é 60K, nível E é 75K, nível B é 80K, nível F é 100K, nível H é 125K e nível C é 150 mil. O aumento da temperatura do enrolamento no inverno é inferior à temperatura média. Se a temperatura do enrolamento aumentar acima do aumento médio da temperatura no verão, a vida útil do enrolamento será sacrificada. Se a operação exceder a capacidade indicada, a vida também será sacrificada. Se a capacidade indicada na placa de identificação for excedida, a temperatura do ponto mais quente dotransformador imerso em óleoO enrolamento de isolamento Classe A não pode exceder 140 graus. Mesmo que a vida não seja sacrificada, não é permitido ultrapassar 140 graus, porque quando ultrapassar 140 graus, o óleo se decomporá em gás e afetará o isolamento. força. Portanto, a temperatura do ponto mais quente do isolamento Classe A de transformadores imersos em óleo não pode exceder 140 graus, o que é determinado pela operação segura do transformador.
Os transformadores de grande capacidade às vezes possuem vários métodos de resfriamento, como ONAN/ONAF. A capacidade nominal do transformador geralmente se refere ao valor permitido pela ONAF. Quando o ventilador perde energia, o resfriamento aumentará, portanto a capacidade do transformador deve ser reduzida ao operar no modo de resfriamento ONAN. , de modo que o aumento médio da temperatura do enrolamento não exceda 65K.
Além disso, em um transformador de dois ou três enrolamentos, dois ou três enrolamentos devem atingir o mesmo aumento de temperatura ao mesmo tempo. Quando um enrolamento atinge um aumento médio de temperatura de 65K e o aumento de temperatura do outro ou dos dois enrolamentos é inferior a 65K, tal projeto não é econômico. É mais econômico que o aumento da temperatura da superfície superior do óleo de um transformador imerso em óleo e o aumento da temperatura média de vários enrolamentos atinjam o aumento de temperatura permitido ao mesmo tempo. Ou seja, quando o aumento da temperatura da superfície superior do óleo atinge 55K (60K quando o óleo está isolado do ar), o aumento médio da temperatura dos enrolamentos atinge 65K. Na fase de projeto, a densidade de corrente de cada enrolamento é razoavelmente selecionada, de modo que o aumento de temperatura de cada enrolamento seja próximo de 65K enquanto a perda de carga não exceda o valor padrão. Ao mesmo tempo, o nível máximo de óleo atinge 55K. No entanto, este é um problema para a forte circulação de óleo. O aumento de temperatura da camada superior de óleo de um transformador forte resfriado a óleo-ar é geralmente de 40K, e o aumento de temperatura da camada superior de óleo de um transformador forte resfriado a óleo-água é geralmente de 35K.
Na verdade, é difícil que o aumento da temperatura da superfície superior do óleo e o aumento da temperatura média do enrolamento atinjam o valor limite permitido ao mesmo tempo. Portanto, o aumento médio da temperatura do enrolamento geralmente não pode ser avaliado com base no aumento da temperatura da superfície superior do óleo. Esta é também a razão pela qual os transformadores de grande capacidade são equipados com indicadores de temperatura da superfície do óleo e indicadores de temperatura de ponto quente do enrolamento. Por exemplo, se um único indicador de temperatura da superfície do óleo for instalado, às vezes é difícil avaliar o aumento médio da temperatura dos enrolamentos, especialmente para transformadores com forte resfriamento por circulação de óleo.
Ao analisar o aumento de temperatura do transformador, devemos prestar atenção também à temperatura do meio de resfriamento.
Geralmente, o meio de resfriamento dos transformadores resfriados a ar é o ar, e o meio de resfriamento dos transformadores resfriados a água é a água.
Quando um barramento fechado é instalado, embora o meio da bucha de baixa tensão no barramento fechado seja ar, a temperatura é de 80 graus. Portanto, a temperatura admissível da bucha de baixa tensão é diferente quando utilizada no tipo aberto e quando utilizada no barramento fechado. Geralmente, a corrente nominal das buchas utilizadas em barramentos fechados deve ser reduzida porque a temperatura do ar no barramento fechado é alta.
Pode-se observar que o aumento de temperatura permitido do condutor, da bucha, do comutador de derivação em carga ou do comutador de derivação não excitado depende do aumento de temperatura do meio circundante. O transformador tem uma certa capacidade de exceder a capacidade nominal, e seus componentes também devem ter a mesma capacidade, tendo uma certa vida útil sem afetar a operação segura.
O aumento da temperatura da superfície superior do óleo e o aumento da temperatura média do enrolamento analisado anteriormente referem-se à queda repentina de carga em estado estacionário. Neste momento, atenção também deve ser dada à constante de tempo da mudança de temperatura. A constante de tempo do óleo é relativamente grande, o que significa que após a mudança de carga, a temperatura da superfície do óleo muda por um longo tempo com a mudança de carga.
Quando a carga aumenta, não se pode considerar que a temperatura da superfície do óleo não muda e a temperatura do enrolamento também não muda. A constante de tempo do óleo é grande e a temperatura da superfície do óleo aumenta lentamente. A constante de tempo do enrolamento é pequena e a temperatura do enrolamento aumenta rapidamente. Se houver um indicador de temperatura do enrolamento, este indicador também deverá ter um bom tempo de resposta e uma pequena constante de tempo.
Para controlar a partida do ventilador ONAF, não se pode confiar no indicador de temperatura da superfície do óleo. Só pode ser controlado pelo indicador de temperatura do enrolamento ou pelo transformador de corrente da bucha.
Nos transformadores, às vezes, quando a densidade de perda causada pelo vazamento do fluxo magnético é muito grande, ocorrerá superaquecimento local. Às vezes, haverá superaquecimento local na parede da caixa perto do fio condutor de alta corrente, na tampa da caixa onde a bucha de alta corrente é conduzida, etc. A decomposição do óleo em gás devido às temperaturas de superaquecimento local não é permitida e causará uma diminuição na confiabilidade. Portanto, devem ser tomadas medidas para alterar o caminho do vazamento do fluxo magnético, tomar medidas de isolamento magnético ou usar materiais não magnéticos onde o vazamento do fluxo magnético está concentrado.
Quando o transformador estiver em operação, inevitavelmente haverá um curto-circuito. Quando o transformador está em curto-circuito, uma corrente de curto-circuito fluirá. Neste momento, o transformador aquecerá rapidamente. Devido à grande corrente de curto-circuito, o transformador opera em condições adiabáticas sem considerar a dissipação de calor.
A temperatura permitida dos enrolamentos de fio de cobre isolados Classe A durante curto-circuito é de 250 graus.
Para manter esta temperatura não excedida, a densidade de corrente permitida sob corrente de curto-circuito deve ser calculada no projeto para que o condutor de cobre não exceda 250 graus durante a duração permitida.
A tensão mecânica admissível dos condutores de cobre está relacionada à temperatura. Se a temperatura operacional dos condutores de cobre for excedida, a tensão admissível diminuirá. Portanto, quando o alongamento é de 0,2%, a tensão admissível deve ser o valor permitido a 250 graus.
Ao estudar o aumento de temperatura permitido do transformador, há vários pontos que devem ser observados:
a. O resistor de transição no comutador de derivação em carga do comutador de derivação em carga deve ser tal que o aumento da temperatura do óleo do resistor não exceda 350K sob operação contínua do comutador de derivação em carga.
b. Ao fazer o teste de aumento de temperatura, não permita que o calor externo retorne ao transformador. Este é o caso se a densidade de corrente do condutor em curto-circuito for muito alta.
c. Sensores podem ser incorporados nos enrolamentos e conduzidos por fibras ópticas para medir a temperatura do ponto quente dos enrolamentos. Desta forma, a capacidade operacional do transformador além da placa de identificação pode ser medida.
d. Para transformadores operando em grandes altitudes, deve-se atentar para a dificuldade de dissipação de calor em grandes altitudes, mas ao mesmo tempo a temperatura ambiente em grandes altitudes cairá, e as duas às vezes podem ser compensadas.
e. A temperatura central do transformador do tipo seco afetará o aumento da temperatura dos enrolamentos próximos ao terminal central.
f. Não deve haver ar residual no radiador que não tenha sido liberado. Deve haver um tampão de ventilação no radiador para esvaziá-lo antes do teste de aumento de temperatura.
g. É melhor que o centro de dissipação de calor do radiador seja mais alto que o centro de aquecimento. h. Não deve haver nenhuma área de óleo morto sob a tampa do tanque. eu. O óleo que entra no tanque de óleo vindo do radiador ou resfriador deve poder fluir para o enrolamento e não pode fluir em um curto-circuito no espaço fora do enrolamento.
j. A unidade usada para teste de aumento de temperatura deve ter capacidade suficiente e a compensação do capacitor pode ser usada se necessário. A análise cromatográfica do gás no óleo antes e depois do teste de aumento de temperatura é um método de detecção para detectar se há superaquecimento, mas o tempo do teste de aumento de temperatura deve ser longo o suficiente. A análise por cromatografia líquida também pode ser usada para detectar o conteúdo de furfural e determinar se há superaquecimento em baixa temperatura.