現代乾式變壓器和侵略性外部因素
現代乾式變壓器的特點是具有相當高的運行可靠性,但與其他電氣設備一樣,外部因素會影響其使用壽命。
侵略性環境因素
考慮激進的外部因素,可能會導致變壓器損壞和故障。
根據環境質量,乾式變壓器會受到各種化學和物理攻擊。潛在的危險如下:
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濕度;
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物理和化學污染;
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風。
乾式變壓器的存放
在儲存期間,變壓器的溫度等於環境溫度。在此期間,它的絕緣體會暴露在濕氣中:滲透到絕緣體中並在表面凝結,這會在施加電壓時引起放電(“重疊”)。因此,建議將乾式變壓器存放在相對濕度不高於 90% 的環境中,並確保在使用前沒有結露。
乾式變壓器的運行
運行期間的干式變壓器可能會受到各種侵蝕性影響。
高濕度
雖然線圈的工作溫度高於環境溫度,但非常高的濕度會導致水分滲入線圈材料並降低絕緣性能。
導電粉塵
靜電場吸引沉積在高壓線圈表面的灰塵顆粒。這降低了對錶面漏電流的抵抗力,增加了變壓器絕緣重疊的可能性。
揮發性碳氫化合物:油蒸氣等。
靜電吸引的碳氫化合物蒸汽可以沉積在線圈的表面上。隨後,在溫度的影響下,碳氫化合物會發生化學變化,形成半導體或導電沉積物。這會導致絕緣層關閉或破壞表面上的電場分佈,從而導致導電灰塵的積聚。
化學污染
有些物質會腐蝕絕緣材料(腐蝕速率取決於濕度和溫度)和介電性能退化。
灰塵、沙子、鹽
這些因素的影響程度取決於風的存在。以下選項可用:
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電氣參數惡化:觸點質量、漏電流電阻;
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呼吸機堵塞;
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對絕緣子表面的磨蝕作用和表面電阻的降低; • 高壓線圈上積聚導電灰塵;
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堵塞的通風口。
細塵具有吸濕性,進一步有助於在絕緣體表面形成導電層。
可接受的濃度
乾式變壓器在工業設施密集或交通繁忙的城市地區以及無防塵區域(靠近粉塵源的除外)運行時,應遵守以下限制:
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相對空氣濕度,不大於90%;
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SO2濃度,不大於0.1mg/m3;
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NOx濃度,不大於0.1mg/m3;
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灰塵和沙子的濃度,不超過 0.2 毫克/立方米;
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海鹽濃度,不超過 0.3 g / m3;
注:建議是根據 IEC 60721 給出的。
考慮到這些限制,昂貴的變壓器的預期使用壽命是幾十年。
變壓器的熱條件
變壓器的熱運行模式是影響絕緣老化並因此影響其使用壽命的最重要因素之一。建議遵守以下條件以確保足夠的冷卻,無論房間大小和乾式變壓器(外殼)的防護等級如何。這些建議也適用於其他類型的電氣設備。
牽引力
變壓器上方的大空間有助於熱空氣更好地流動。此外,通風的有效性取決於其從房間上部排出空氣的能力。為此,進氣口應盡可能低,排氣口應盡可能高,並在另一側。
變壓器上方的進氣口(風扇)位置可防止熱空氣從中逸出。這會導致變壓器的溫度升高到允許的水平以上。充其量,熱保護會起作用;在最壞的情況下,如果缺少它,則會發生過熱和絕緣過早老化。
乾式變壓器安裝房間的要求
房間尺寸
有效房間通風的目的是消除電氣設備(變壓器、電動機、加熱器等)產生的所有熱量。
假設在正常模式下,設備會發出功率損耗 P (kW)。
要通過通風將其取下,您必須:
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有效面積為S(m2)的冷空氣進氣口,位於靠近變壓器的下部(開口的有效面積為其實際面積,減去所有乾擾——柵格、閥門等);
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有效面積為 S'(m2) 的熱空氣出口位於相對側上方,如果可能,位於變壓器上方,相對於下部開口的高度為 H(m)。
孔的面積由以下公式確定:S = (0.18 * P) / H,S'= 1.1 * S。
變壓器上方的空間必須一直空到天花板,用於連接的空間除外。
當設備安裝在海拔高度不超過 1000 米且年平均溫度為 20°C 時,這些公式適用。
如果不可能為房間的自然通風提供上述開口區域,則必須使用以下裝置進行強制通風:
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在下部開口中——一個容量為 Q (m3 / s) 的送風機,由功率損耗根據以下公式確定:Q = 0.1 * P;
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上口——排氣量Q'(m3/s)的排風機,由公式確定:Q'=0.11*P。
如果只有其中一個孔的面積不夠,可以限制風扇只安裝在上面。
防護等級
依靠 防護等級 (IP) 以及箱壁上網格的透明度,所需的通風孔有效面積可以相當大。例如,在乾式變壓器的 IP31 外殼中,眼穿孔面積為 50%。
房間內其他設備的存在。如果房間內安裝了其他設備,在計算通風量時,功率P必須包括其在滿載時的損耗。
變壓器風搧風扇
安裝風機變壓器風機絲毫沒有降低對房間通風的要求!風扇運轉時,也需要冷空氣流入室內,熱空氣排出。
變壓器周圍空調
灰塵
變壓器上積聚的灰塵會妨礙散熱,尤其是涉及水泥行業等多塵行業。需要定期吸塵(不要吹!)。
大氣濕度
從變壓器的通風和過熱的可能性來看,空氣濕度不是危險因素。但是,在計算房間和通風口的尺寸時,應考慮防止形成冷凝的加熱元件的存在。
了解並遵守某些規則和預防措施以保護變壓器在其存儲和運行期間免受任何類型的侵蝕性因素的影響是變壓器在設計負載和受控過載條件下可靠運行的關鍵。
