Transformadors moderns de tipus sec i factors externs agressius

Els transformadors secs moderns es distingeixen per una fiabilitat de funcionament bastant alta, però, com altres equips elèctrics, els factors externs afecten la seva vida útil.

Factors ambientals agressius

Considereu factors externs agressius, com a resultat dels quals es poden produir danys i fallades del transformador.

Els transformadors secs estan subjectes a diversos atacs químics i físics, depenent de la qualitat del medi ambient. Els perills potencials són els següents:

• humitat;

• contaminació física i química;

• vent.

Emmagatzematge de transformadors secs

Durant l'emmagatzematge, la temperatura del transformador és igual a la temperatura ambient. Durant aquest període, el seu aïllament està exposat a la humitat: penetració a l'aïllament i condensació a la superfície, que pot provocar descàrregues ("superposicions") quan s'aplica tensió. Per aquest motiu, es recomana emmagatzemar un transformador sec a una humitat relativa no superior al 90% i assegurar-se que no hi hagi condensació abans d'utilitzar-lo.

Funcionament de transformadors secs

Un transformador sec durant el funcionament pot estar exposat a diverses influències agressives.

Alta humitat

Tot i que la temperatura de funcionament de les bobines és superior a la temperatura ambient, una humitat molt alta pot fer que la humitat penetri en el material de la bobina i deteriori les propietats d'aïllament.

Pols conductora

Els camps electrostàtics atrauen les partícules de pols dipositades a la superfície de les bobines d'HV. Això redueix la resistència als corrents de fuga superficials, augmentant la probabilitat de solapament d'aïllament del transformador.

Hidrocarburs volàtils: vapors d'oli, etc.

Els vapors d'hidrocarburs atrets electrostàticament es poden dipositar a la superfície de les bobines. Posteriorment, sota la influència de la temperatura, els hidrocarburs es poden transformar químicament per formar dipòsits semiconductors o conductors. Això pot fer que l'aïllament es tanqui o interrompi la distribució del camp elèctric sobre la superfície, contribuint a l'acumulació de pols conductora.

Contaminació química

Algunes substàncies provoquen corrosió dels materials aïllants (la seva velocitat depèn de la humitat i la temperatura) i el deteriorament de les propietats dielèctriques.

Pols, sorra, sal

El grau d'influència d'aquests factors depèn de la presència del vent. Les opcions següents estan disponibles:

• deteriorament dels paràmetres elèctrics: qualitat dels contactes, resistència als corrents de fuga;

• obstrucció dels ventiladors;

• efecte abrasiu a la superfície dels aïllants i reducció de la resistència superficial; • acumulació de pols conductora a les bobines d'alta tensió;

• ventilacions bloquejades.

La pols fina és higroscòpica, la qual cosa contribueix encara més a la formació d'una capa conductora a la superfície de l'aïllant.

Concentració acceptable

Per als transformadors de tipus sec que operen en zones urbanes amb instal·lacions industrials o trànsit intens, així com en zones no protegides de la pols (excepte els propers a fonts de pols), s'han d'observar les restriccions següents:

• humitat relativa de l'aire, no més del 90%;

• concentració de SO2, no més de 0,1 mg / m3;

• concentració de NOx, no més de 0,1 mg / m3;

• concentració de pols i sorra, no més de 0,2 mg / m3;

• concentració de sal marina, no més de 0,3 g / m3;

Nota: Les recomanacions es donen d'acord amb la norma IEC 60721.

Tenint en compte aquestes limitacions, es manté la vida útil esperada dels transformadors cars, que és de desenes d'anys.

Condicions tèrmiques del transformador

El mode de funcionament tèrmic del transformador és un dels factors més importants que influeixen en l'envelliment de l'aïllament i, en conseqüència, en la seva vida útil. Es recomana observar les condicions següents per garantir una refrigeració adequada, independentment de la mida de l'habitació i del grau de protecció del transformador de tipus sec (caixa). Aquestes recomanacions també s'apliquen a altres tipus d'equips elèctrics.

Tracció

El gran volum d'espai sobre el transformador facilita un millor flux d'aire escalfat. A més, l'eficàcia de la ventilació depèn de la seva capacitat per eliminar l'aire de la part superior de l'habitació. Per fer-ho, l'entrada s'ha de situar el més baix possible i l'escapament el més alt possible i al costat oposat.

La ubicació de l'entrada d'aire (ventilador) per sobre del transformador evita que l'aire calent s'escapi d'ell. Això pot fer que la temperatura del transformador pugi per sobre del nivell permès. En el millor dels casos, la protecció tèrmica funcionarà; en el pitjor dels casos, si falta, es produirà un sobreescalfament i un envelliment prematur de l'aïllament.

Requisits de l'habitació on s'instal·la el transformador sec

Mides de l'habitació

L'objectiu d'una ventilació eficaç de l'habitació és eliminar tota la calor generada pels equips elèctrics (transformadors, motors, calefactors, etc.).

Se suposa que en mode normal el dispositiu emet pèrdues de potència P (kW).

Per eliminar-lo amb ventilació, heu de:

• obertura d'entrada d'aire fred amb una àrea efectiva S (m2), situada a la part inferior prop del transformador (l'àrea efectiva de l'obertura és la seva àrea real, menys totes les interferències: reixetes, vàlvules, etc.);

• una sortida d'aire calent amb una superfície efectiva S'(m2) situada a dalt en el costat oposat, si és possible per sobre del transformador, a una alçada H (m) relativa a l'obertura inferior.

L'àrea dels forats està determinada per les fórmules: S = (0,18 * P) / H, S '= 1,1 * S.

L'espai per sobre del transformador ha de romandre lliure fins al sostre, llevat de les connexions.

Aquestes fórmules són aplicables quan l'equip s'instal·la a una alçada de fins a 1000 m sobre el nivell del mar a una temperatura mitjana anual de 20 °C.

Si és impossible proporcionar les àrees d'obertura esmentades anteriorment per a la ventilació natural de l'habitació, s'ha d'aplicar la ventilació forçada mitjançant la instal·lació:

• a l'obertura inferior - un ventilador d'alimentació amb capacitat Q (m3 / s), determinada per les pèrdues de potència segons la fórmula: Q = 0,1 * P;

• a l'obertura superior - ventilador d'escapament amb capacitat Q '(m3 / s), determinat per la fórmula: Q' = 0,11 * P.

Si només l'àrea d'un dels forats és insuficient, només es pot limitar la instal·lació del ventilador.

Grau de protecció

Depèn grau de protecció (IP) i la transparència de la malla a les parets de la caixa, l'àrea efectiva necessària de les ventilacions pot ser bastant gran. Per exemple, en un tancament IP31 d'un transformador sec, l'àrea de perforació dels ulls és del 50%.

La presència d'altres equips a la sala. Si s'instal·len altres equips a la sala, en calcular la ventilació, la potència P ha d'incloure les seves pèrdues a plena càrrega.

Ventiladors de transformador

La instal·lació de ventiladors de transformador de ventilador no redueix de cap manera els requisits de ventilació de l'habitació! Quan els ventiladors estan en marxa, també necessiten aire fred per entrar a l'habitació i aire calent per escapar.

Aire condicionat al voltant del transformador

Pols

L'acumulació de pols al transformador impedeix una dissipació adequada de la calor, especialment en les indústries polsegoses com les que impliquen ciment. Cal passar l'aspirada regularment (sense bufar!).

Humitat atmosfèrica

Des del punt de vista de la ventilació del transformador i la possibilitat del seu sobreescalfament, la humitat de l'aire no és un factor perillós. Tanmateix, a l'hora de calcular les dimensions de l'habitació i les obertures de ventilació, s'ha de tenir en compte la presència d'elements de calefacció que eviten la formació de condensació.

Conèixer i observar determinades normes i precaucions per protegir el transformador durant el seu emmagatzematge i funcionament de factors agressius de qualsevol tipus és la clau per al funcionament fiable del transformador en condicions de càrregues de disseny i sobrecàrregues controlades.