Izolacija transformatora

 

1.1 Definicija izolacije

Izolacijski materijali transformatora odnose se na materijale koji se koriste unutar i izvan transformatora. Glavna funkcija ovih materijala je izoliranje električnih komponenti kako bi se spriječilo nekontrolirano provođenje struje između namotanja različitih razina napona, između namota i jezgre, između namota i kućišta, te između namotavanja i drugih vodljivih dijelova. Upotreba izolacijskih materijala osigurava da transformator može sigurno djelovati unutar dizajniranog raspona električnog naprezanja, sprječavajući električni kvar, kratke spojeve i druge električne greške.

 

1.2 Funkcija izolacije

• Električna izolacija

Izolacijski materijali sprječavaju električne kratke spojeve ili kvarove pružajući put visoke otpornosti, što sprečava struju iz jedne električne komponente u drugu ili zemlju.

• Učinkovitost otpora visokog pritiska

Izolacijski materijali moraju biti u stanju izdržati visokonapon i trenutačno prenapon tijekom rada transformatora (poput naponskih šiljaka uzrokovanih udarima munje ili operacijama prekidača) bez električnog raspada.

• Učinkovitost toplinske otpornosti

Transformatori stvaraju toplinu tijekom rada, tako da izolacijski materijali moraju imati dovoljan toplinski otpor da se spriječi razgradnja ili kvar pri visokim temperaturama.

• Mehanička zaštita

Izolacijski materijali također moraju osigurati mehaničku potporu i zaštitu kako bi se spriječilo oštećenje namota ili drugih električnih komponenti zbog vibracije, udara ili vanjskog naprezanja.

• Dugoročna stabilnost

Izolacijski materijali trebali bi imati dobre performanse protiv starenja i biti u stanju održavati svoja električna i mehanička svojstva tijekom dugoročnog rada.

 

1.3 Vrsta izolacije

• Namotani izolacijski materijali: emajlirana žica, papirnata žica, traka od stakloplastike itd

• Glavni izolacijski materijali: električni papir, epoksidna smola, izolacijsko ulje

• Odgovornici i potporni materijali: Prešane drvene ploče, epoksi staklene ploče

• Izolacija između namota: Interlayer izolacijski rad, poliesterski film

• Kraj materijala za izolaciju: Izolacijski rukav, krajnja izolacija

• Olovni izolacijski materijali: izolacijski omotač, izolacijska traka

• Dodatni izolacijski materijali: vrpca s sljubom, brtva otporna na visoku temperaturu

• Prilog i strukturna izolacija: Izolacijske particijske ploče, izolacijske potporne trake

• izolacijsko ulje: Uglavnom se koristi u transformatorima koji im se podmiruju u naftu, služi dvostrukoj svrsi hlađenja i izolacije

• Transformatorska vanjska izolacija: Porculanske čahure, korištene na utičnici s visokim naponom, pružajući električnu izolaciju i mehaničku potporu

 

 

2.1 Definicija razine izolacije

Razina izolacije transformatora odnosi se na sposobnost unutarnjeg izolacijskog sustava transformatora da izdrži specifična naponska napona (poput napona frekvencije snage, napona impulsa munje ili napona prekidača) bez električnog raspada. To je ključni pokazatelj za mjerenje otpornosti transformatora na električni napon, poput električnih grešaka i događaja prenapona (poput udara munje i operacija prekidača) tijekom rada. Razina izolacije izravno utječe na pouzdanost, sigurnost i radni vijek transformatora.

 

2.2 Jezgra element razine izolacije

• Tolerancija kapaciteta električnog stresa

Glavna svrha razine izolacije je osigurati da namoti, jezgra, jezgra i druge električne komponente transformatora ne doživljavaju slom, djelomični pražnjenje ili druge oblike električnih grešaka kada su podvrgnuti električnom stresu.

• Svojstva izolacijskih materijala

Razina izolacije izravno je povezana s kvalitetom izolacijskog materijala. Dielektrična čvrstoća, otpornost na toplinu, otpornost starenja, otpornost na vlagu i druga svojstva materijala određuju električni napon koji transformator može izdržati.

• Dizajn izolacije

Razina izolacije također ovisi o dizajnu transformatora, uključujući odabir materijala, debljine, metode izgleda itd. Razumni dizajn izolacije može učinkovito poboljšati razinu izolacije transformatora i osigurati stabilnost izolacijskog sustava u visokim naponskim i visokim temperaturama.

• Ukupna pouzdanost izolacijskog sustava

Razina izolacije ne odnosi se samo na kapacitet tolerancije jednog materijala, već uključuje i pouzdanost cijelog sustava izolacije u dizajnu, proizvodnji i radu. Visokokvalitetni izolacijski sustav može održavati svoje električne performanse tijekom dugoročnog rada i izbjeći degradaciju performansi uzrokovane starenjem ili promjenama okoliša.

 

3.1 Osigurajte sigurnost električne energije

Razina izolacije ključni je pokazatelj za mjerenje može li transformator sigurno raditi u različitim uvjetima električnog naprezanja, kao što su napon frekvencije snage, napon impulsa munje i napon radnog impulsa. Visoke razine izolacije znače da transformatori mogu izdržati ta naprezanja bez raspada ili kratkog spoja, čime se osigurava ukupna sigurnost elektroenergetskog sustava. Pouzdanost izolacijskog sustava izravno je povezana s tim hoće li transformator doživjeti nestanke napajanja, oštećenja opreme ili ozbiljnije nesreće u napajanju zbog električnih grešaka.

 

3.2 Poboljšajte pouzdanost transformatora

Tijekom rada, transformatori će naići na razna električna naprezanja, poput prenapona i trenutnih naponskih šiljaka. Visoke razine izolacije omogućuju transformatorima da održavaju normalan rad kada se suočavaju s tim izazovima, izbjegavajući neuspjeh izolacije ili djelomični pražnjenje. To ne samo da povećava pouzdanost transformatora, već i smanjuje troškove održavanja i zamjene uzrokovanih isključivanjem zbog grešaka.

 

3.3 Proširite život

Tijekom rada, transformatori će naići na razna električna naprezanja, poput prenapona i trenutnih naponskih šiljaka. Visoke razine izolacije omogućuju transformatorima da održavaju normalan rad kada se suočavaju s tim izazovima, izbjegavajući neuspjeh izolacije ili djelomični pražnjenje. To ne samo da povećava pouzdanost transformatora, već i smanjuje troškove održavanja i zamjene uzrokovanih isključivanjem zbog grešaka.

 

3.4 Odgovaranje na utjecaje na okoliš

Transformatori često trebaju raditi u različitim složenim uvjetima okoliša, uključujući visoku vlažnost, visoko zagađenje, ekstremne temperature i druga okruženja. Visoka razina izolacije omogućuje transformatoru da se prilagodi tim uvjetima okoliša bez pada performansi ili neuspjeha izolacije. To je posebno važno za transformatore koji djeluju u teškim okruženjima, kao što su energetska oprema u obalnim područjima, industrijskim zonama ili regijama visoke visine.

 

3.5 Oduprite se neočekivanim događajima

Iznenadni događaji kao što su udari munje i operacije prekidača mogu u kratkom vremenskom razdoblju imati izuzetno visoki napon na transformatore. Visoka razina izolacije transformatora može osigurati da u tim okolnostima i dalje može raditi normalno i neće uzrokovati raspad izolacije zbog trenutnih naponskih šiljaka. Ovo je ključno za održavanje stabilnosti električne mreže, posebno u područjima s ekstremnim vremenskim ili čestim operacijama električne mreže.

 

3.6 ispunjavaju standarde i specifikacije

Power industrija ima stroge standarde i regulatorne zahtjeve za razinu izolacije transformatora, poput IEC (Međunarodna elektrotehnička komisija) ili IEEE (Institut za elektroničke i elektroničke inženjere) standarde. Visoke razine izolacije mogu osigurati da transformatori u skladu s tim međunarodnim standardima, jamčeći tako njihovu prilagodljivost i prihvatljivost na globalnom tržištu. To ne samo da pomaže osigurati usklađenost proizvoda, već i jamstvo za primjenu transformatora u različitim zemljama i regijama.

 

3.7 Smanjite troškove održavanja i rada

Transformatori s visokom razinom izolacije imaju manje grešaka tijekom rada, što znači manje zahtjeva za održavanjem i zastoja, čime se smanjuje operativni troškovi. Osim toga, visoka razina izolacije također smanjuje troškove održavanja i zamjene uzrokovanih izolacijskim starenjem ili kvarovima.

 

3.8 Podrška stabilnost mreže

Transformatori su ključna oprema u elektroenergetskim sustavima, a njihova operativna stabilnost izravno utječe na ukupnu stabilnost električne mreže. Visoka razina izolacije može osigurati da transformatori dugo i stabilno djeluju u mreži napajanja, smanjiti lančanu reakciju uzrokovanu kvarom opreme i na taj način jamčiti kontinuitet i pouzdanost napajanja.

 

3.9 Sažetak

Razina izolacije transformatora ključna je za osiguranje sigurnosti, pouzdanosti, trajnosti opreme i njegove prilagodljivosti različitim radnim okruženjima. Dizajniranjem i proizvodnjom transformatora s visokim razinama izolacije, ukupne performanse elektroenergetskog sustava mogu se učinkovito poboljšati, servisni vijek opreme može se produžiti, a troškovi rada i održavanja mogu se smanjiti. Te su prednosti omogućile visoke razine izolacije da zauzimaju osnovni položaj u proizvodnji dizajna, opreme i rada i održavanja elektroenergetskih sustava.

 

4.1 Primijenjeni test napona - Definicija

Primijenjeni naponski test transformatora, poznat i kao ispitivanje frekvencije snage, ispitni je napon primijenjen na svako namotavanje transformatora koji je veći od uobičajenog radnog napona. Provjeriti izdržani kapacitet i pouzdanost njegovog izolacijskog sustava u ekstremnim naponskim uvjetima. Ova vrsta ispitivanja obično se provodi tijekom procesa proizvodnje i ispitivanja prihvaćanja na licu mjesta, a jedno je od važnih sredstava za osiguranje električne sigurnosti transformatora u stvarnom radu.

4.1.1 Primijenjeni test napona - svrha

• Provjerite izolacijsku čvrstoću

Primjenom napona veći od uobičajenog radnog napona, provjerite ima li izolacijski sustav između namota transformatora, između namota i jezgre, te između namota i kućišta, ima dovoljno čvrstoće da se odupire električnom raspadu

• Otkrivanje oštećenja proizvodnje

Vanjsko izdržavanje napona može izložiti moguće izolacijske nedostatke u procesu proizvodnje transformatora, poput djelomičnog pražnjenja, propadanja ili oštećenja izolacijskih materijala. Ovi nedostaci vjerojatnije će biti otkriveni u uvjetima visokog napona

• Osigurajte operativnu sigurnost

Kroz vanjsko ispitivanje napona, osigurava se da transformator može sigurno raditi u normalnim i nenormalnim naponskim uvjetima tijekom svog radnog vijeka, sprječavajući oštećenje opreme ili nestanke struje uzrokovanih električnim greškama.

4.1.2 Primijenjeni test napona - Pregled metode

Metoda ispitivanja napona uključuje primjenu ispitnog napona većim od normalnog radnog napona na namotavanje transformatora, poput dvostrukog napona, i održavanje jedne minute kako bi se provjerila izdržljivost i pouzdanost njegovog izolacijskog sustava u ekstremnim naponskim uvjetima.

 

4.2 impuls munje izdržati test-bil-definicija

Test impulsa na munje je ispitivanje koja simulira izdržani kapacitet izolacijskog sustava opreme za napajanje (poput transformatora) u uvjetima udara munje. Ovaj je test važan za procjenu može li transformator izbjeći raspad izolacije kada ga udari munja, osiguravajući sigurnost i pouzdanost transformatora.

4.2.1 impuls munje izdržati test-bil-svrha

• Provjerite izolacijsku čvrstoću

Primjenom visokonaponskih impulsa koji simuliraju štrajkove munje, testira se može li sustav izolacije transformatora ostati netaknut u ekstremnim uvjetima kako bi se spriječilo električno raspad.

• Otkrijte potencijalne nedostatke

Otkrijte moguće nedostatke u izolacijskom sustavu, poput mjehurića, pukotina ili problema starenja. Ti nedostaci možda nisu vidljivi tijekom normalnog rada, ali mogu uzrokovati neuspjeh izolacije pod udarima munje.

• Osigurajte sigurnost opreme

Osigurajte da transformator može sigurno djelovati u stvarnim događajima udara munje kako bi se izbjeglo oštećenje opreme ili kvarovi elektroenergetskog sustava uzrokovanih neuspjehom izolacije.

4.2.2 impuls munje izdržati test-bil-pregled metode

Koristeći generator napona impulsa, na namoti transformatora primjenjuje se impulsni napon koji simulira munje. Testovi se obično provode nekoliko puta (na primjer, 3 do 6 pozitivnih utjecaja polariteta), a testovi se provode na različitim terminalima. Valni oblik odgovora transformatora prati se kroz opremu kao što su osciloskopi za otkrivanje bilo kakvih nenormalnih pojava (poput djelomičnog pražnjenja i raspada izolacije). Zabilježite vrijednost napona, valni oblik i odgovor svakog udara.

 

4.3 Zaslon s natpisom

• Razina impulsa munje

Predstavljen je simbolom LI, a jedinica napona je kV

• Primijenjena razina napona

Predstavljen je simbolom AC, a jedinica napona je kV

Na primjer:

80MVA 132\/33KV transformator snage

Visoki napon: li\/ac 650\/275 kV

Neutralna točka visokog napona: LI\/AC 325\/140KV

Niski napon: li\/ac 170\/70 kV

 

 

4.4 Standardi

 

IEC	IEEE	CSA
IEC 60076-3-2013 Power Transformers - Dio 3 Razine izolacije, dielektrični testovi i vanjski klirenci u zraku	IEEE C57.12. 00-2021	CSA C2. 1-06 (R2022)

 

 

5.1 Prebacivanje impulsa izdržati napon, SIL

• Definicija

Maksimalni napon koji transformator može izdržati u uvjetima utjecaja prekomjernog napona uzrokovanih operacijama prekidača itd. U usporedbi s impulsom munje, valni oblik operativnog impulsa je blaži, ali trajanje je duže.

• Funkcija

Osigurajte da transformator može djelovati stabilno bez izolacijskih grešaka u uvjetima prenapona uzrokovanih operacijama elektroenergetskog sustava (poput otvaranja i zatvaranja prekidača).

 

5.2 djelomična razina pražnjenja, PD

• Definicija

Djelomični iscjedak odnosi se na fenomen djelomičnog dielektričnog sloma koji se javlja unutar ili na površini izolacijskog sustava u uvjetima visokog napona, obično ne u potpunosti prelazeći razmak elektroda.

• Funkcija

Mjerenjem razine djelomičnog pražnjenja, potencijalni nedostaci u izolacijskim sustavima, poput mjehurića, pukotina ili starenja materijala, mogu se otkriti kako bi se spriječilo da se ovi sitni ispuštaju razviju u ozbiljne izolacijske greške.

 

5.3 ISOLACIJA IR

• Definicija

Izmjerite vrijednost otpora između namota i zemlje ili između različitih namota. Što je viši otpor izolacije, to je bolji sustav izolacije.

• Funkcija

Ispitivanje otpornosti na izolaciju koristi se za svakodnevno održavanje i inspekciju, pomažući u procjeni zdravstvenog stanja i sadržaja vlage u izolacijskom sustavu i spriječiti propadanje izolacije.

 

5.4 Faktor rasipanja, tan delta

• Definicija

Dielektrični faktor gubitka (tan Δ) predstavlja električni gubitak izolacijskih materijala, što odražava gubitak energije materijala pod djelovanjem električnog polja.

• Funkcija

Koristi se za procjenu električnih svojstava i stupnja starenja izolacijskih materijala. Viša tan Δ vrijednost može ukazivati ​​na starenje ili nedostatke u izolacijskom sustavu.

 

5.5 toplinska klasa

• Definicija

Maksimalna temperatura koju izolacijski materijali mogu izdržati tijekom dugog vremenskog razdoblja obično je naznačena različitim razredima slova (poput A, B, F, H), što odgovara različitim maksimalno dopuštenim temperaturama.

• Funkcija

Koristi se za odabir i dizajn izolacijskih materijala kako bi se osiguralo da materijali ne izgube svoje izolacijske performanse na očekivanoj radnoj temperaturi.

 

5.6 Test porasta temperature

• Definicija

Izmjerite porast temperature namota, jezgre i izolacijskog sustava transformatora kada radi pri nazivnom opterećenju

• Funkcija

Osigurajte da transformator ne doživljava ubrzano starenje ili neuspjeh izolacijskih materijala zbog pregrijavanja u normalnim radnim uvjetima.

 

5.7 Udaljenost i klirens puzanja

• Definicija

Udaljenost puzanja je najkraća udaljenost između dva vodljiva dijela duž izolacijske površine, a električni klirens je najkraća udaljenost kroz koju prolazi zrak između dva vodljiva dijela.

• Funkcija

Osiguravanje dovoljne udaljenosti puzanja i električnog klirensa mogu spriječiti raspadanje površinskog pražnjenja i zraka te jamčiti sigurnost transformatora u vlažnom ili zagađenom okruženju.

 

5.8 Izolacijsko ulje

• Definicija

To uključuje pokazatelje kao što su napon propadanja, vrijednost kiseline i sadržaj vlage, što odražava izolacijske performanse i stabilnost izolacijskog ulja.

• Funkcija

Kvaliteta izolacijskog ulja ima izravan utjecaj na ukupnu razinu izolacije transformatora. Redovito praćenje pokazatelja performansi izolacijskog ulja može spriječiti električne greške.

 

Ovi parametri pokrivaju sve aspekte izolacijskog sustava transformatora, od svojstava materijala do ukupnog dizajna. Kroz sveobuhvatno testiranje i evaluaciju osigurava da transformator ima dovoljnu razinu izolacije u različitim radnim uvjetima, čime se jamči njegov siguran i pouzdan rad. Svaki parametar odražava specifičan aspekt izolacijskog sustava. Integrirajući ove pokazatelje, razina izolacije transformatora može se sveobuhvatno procijeniti, osiguravajući njegovu stabilnost i sigurnost u elektroenergetskom sustavu.