Изолација трансформатора

 

1.1 Дефиниција изолације

Материјали за изолацију трансформатора односе се на материјале који се користе унутар и изван трансформатора. Главна функција ових материја је изоловати електричне компоненте како би се спречило неконтролисано спровођење струје између намотаја различитих напонских нивоа, између намотаја и језгра, између намотаја и кућишта и намота и између намотаја и других проводљивих делова. Употреба изолационих материјала осигурава да трансформатор може безбедно радити у оквиру дизајниране електричне стресне стреле, спречавање електричног квара, кратких склопова и других електричних грешака.

 

1.2 Функција изолације

• Електрична изолација

Изолациони материјали спречавају електричне кругове или кварове пружајући пут високог отпора, што спречава струју да тече из једне електричне компоненте у другу или земљу.

• Перформансе отпорности на високи притисак

Изолациони материјали морају бити у стању да издрже висок напон и тренутни превијање током рада трансформатора (као што је напонски шиљци проузроковани громобранима или прелазе операције) без електричног квара.

• Перформансе отпорности на топлоту

Трансформатори стварају топлоту током рада, тако да изолациони материјали морају имати довољно отпорност на топлоту да се спречи деградација или неуспех на високим температурама.

• Механичка заштита

Изолациони материјали такође морају да обезбеде механичку подршку и заштиту како би се спречило оштећење намотаја или других електричних компоненти због вибрација, шока или спољног стреса.

• Дугорочна стабилност

Изолациони материјали треба да имају добре перформансе против старења и моћи да одржавају своје електричне и механичке својства током дугорочног рада.

 

1.3 Врста изолације

• Инсолативни материјали за навијање: емајлирала жица, жица за папир, трака од фибергласа итд

• Главни изолациони материјали: Електрични папир, епоксидна смола, изолациона уља

• Дистанци и пратећи материјали: Пресовани одбори од дрвета, одбори за епоксидне стаклене влакне

• изолација између намотаја: Изолациони папир за преплет, полиестерски филм

• Крајњи изолациони материјал: Изолациони рукав, крајњи изолација

• Оловни изолациони материјали: изолациони омотач, изолациона трака

• Додатни изолациони материјали: МИЦА трака, отпорна на високу температуру

• Кућиште и структурна изолација: Изолациони партициони одбори, изолационе подршке тракама

• изолационо уље: Углавном се користи у трансформаторима урођеним уљем, служи двоструку сврху хлађења и изолације

• Ванснатерска изолација: Порцулански чахури, који се користе на утичници високог напона, пружајући електричну изолацију и механичку подршку

 

 

2.1 Дефиниција нивоа изолације

Ниво изолације трансформатора односи се на способност унутрашњег изолационог система трансформатора да издржи одређене напонске напоне (као што су напон фреквенције напајања, напон на снази, напон на располагању или прекидачки напон) без електричног квара. То је кључни показатељ за мерење отпорности трансформатора на електрични стрес, попут електричних грешака и пренапонски догађаји (као што су стрели и пребацивање операција) током рада. Ниво изолације директно утиче на поузданост, сигурност и радни век трансформатора.

 

2.2 Основни елемент нивоа изолације

• Капацитет толеранције електричног стреса

Главна сврха нивоа изолације је да се осигура да намотају, језгра и друге електричне компоненте трансформатора не доживљавају квар, делимично пражњење или друге облике електричних грешака када су подвргнути електричном стресу.

• Својства изолационог материјала

Ниво изолације је директно повезан са квалитетом изолационог материјала. Диелектрична чврстоћа, отпорност топлоте, отпорност на старење, отпорност на влагу и друга својства материјала одређују електрични стрес који трансформатор може издржати.

• Дизајн изолације

Ниво изолације такође зависи од дизајна трансформатора, укључујући избор материјала, дебљине, распореда, итд. Дизајн изолације може ефикасно побољшати ниво изолације трансформатора и осигурати стабилност изолационог система под високим напоном и високим температурама.

• укупна поузданост изолационог система

Ниво изолације не само се односи само на способност толеранције једног материјала, већ укључује и поузданост целокупног система изолације у дизајну, производњи и раду. Висококвалитетни изолациони систем може одржати своје електричне перформансе током дугорочног рада и избећи деградацију перформанси проузрокованих старењем или промјенама животне средине.

 

3.1 Осигурати електричну сигурност

Ниво изолације је кључни индикатор за мерење да ли трансформатор може безбедно радити под различитим условима електричне напоне, као што су напон фреквенције струје, напон муње и оперативни импулсни напон. Високи нивои изолације значе да трансформатори могу да издрже ове напрезате без распада или кратког споја, чиме се обезбеђују у целокупној безбедности система напајања. Поузданост изолационог система је директно повезана са да ли ће трансформатор доживети прекида напајања, оштећења опреме или озбиљније несреће напајања због електричних грешака.

 

3.2 Побољшати поузданост трансформатора

Током рада, трансформатори ће наићи на различите електричне напоне, као што су пренапонски и моментални напонски шиљци. Високи нивои изолације омогућавају трансформаторима да одржавају нормалан рад приликом суочавања са овим изазовима, избегавајући неуспех изолације или делимично пражњење. Ово не само да повећава поузданост трансформатора, већ и смањује трошкове одржавања и замјене проузрокованих искључивањем због грешака.

 

3.3 Проширите радни век услуга

Током рада, трансформатори ће наићи на различите електричне напоне, као што су пренапонски и моментални напонски шиљци. Високи нивои изолације омогућавају трансформаторима да одржавају нормалан рад приликом суочавања са овим изазовима, избегавајући неуспех изолације или делимично пражњење. Ово не само да повећава поузданост трансформатора, већ и смањује трошкове одржавања и замјене проузрокованих искључивањем због грешака.

 

3.4 Одговарање на утицаје на животну средину

Трансформатори често морају да раде под различитим сложеним условима заштите животне средине, укључујући високу влажност, великога загађења, екстремне температуре и друге окружења. Висок ниво изолације омогућава трансформатору да се прилагоди овим условима заштите животне средине без пада перформанси или неуспеха изолације. Ово је посебно важно за трансформаторе који раде у оштрим окружењима, као што су опрема за напајање у приморским областима, индустријским зонама или врхунским регионима.

 

3.5 Одуприте се неочекиваним догађајима

Изненадни догађаји као што су стрели и прекидачки рад могу да се у кратком временском периоду могу извршити изузетно висок напон напона на трансформаторима. Висок ниво изолације трансформатора може осигурати да и даље нормално ради у овим околностима и неће проузроковати квар изолације због тренутних напонских шиљака. Ово је пресудно за одржавање стабилности мрежне мреже, посебно у областима са екстремним временским или честим операцијама електричне мреже.

 

3.6 Покрените стандарде и спецификације

Површина има строге стандарде и регулаторне захтеве за изолационом нивоом трансформатора, као што су ИЕЦ (Међународна електротехничка комисија) или ИЕЕЕ (Институт за инжењери електронике и електронике). Високи нивои изолације могу осигурати да трансформатори у складу са тим међународним стандардима, то гарантовање њихове прилагодљивости и прихватљивости на глобалном тржишту. Ово не само да помаже да осигура поштовање производа, али такође пружа гаранцију за примену трансформатора у различитим земљама и регионима.

 

3.7 Смањите трошкове одржавања и рада

Трансформатори са високим нивоом изолације имају мање грешака током рада, што значи мање захтева за одржавање и време застоја, на тај начин смањујући трошкове рада. Поред тога, високи ниво изолације такође смањује трошкове одржавања и замјене проузрокованих изолацијским старењем или неуспехом.

 

3.8 Подршка стабилности мреже

Трансформатори су кључна опрема у електроенергетским системима, а њихова оперативна стабилност директно утиче на укупну стабилност електричне мреже. Висок ниво изолације може осигурати да трансформатори раде на сигурно и стабилно дуже време у моћној мрежи, смањују ланчану реакцију узроковану кваровима опреме и на тај начин гарантују континуитет и поузданост напајања.

 

3.9 Резиме

Ниво изолације трансформатора је пресудан за обезбеђивање сигурности, поузданости, трајности опреме и његове прилагодљивости на различита оперативна средина. Дизајнирањем и производњом трансформатора са високим нивоима изолације, укупни рад система електроенергетског система могу се ефикасно побољшати, радни век опреме може се продужити, а трошкови рада и одржавања могу се смањити. Ове предности су омогућиле високу нивои изолације да заузимају основни положај у дизајну, производњи и раду опреме и одржавању електроенергетских система.

 

4.1 Примењени напон Тест - Дефиниција

Примењени напонски тест трансформатора, такође познат и као фреквенција напајања издржава тест, је тестни напон који се наноси на сваки намотавање трансформатора који је већи од нормалног радног напона. Да бисте проверили издржавање капацитета и поузданост његовог изолационог система под условима екстремних напона. Ова врста теста се обично врши током процеса производње и тестова за прихватање на лицу места и једно је од важних средстава да се обезбеди електрична сигурност трансформатора у стварном раду.

4.1.1 Примењени напон Тест - Сврха

• Проверите снагу изолације

Примјеном напона виши од уобичајеног оперативног напона, проверите да ли је изолациони систем између намотаја трансформаторка, између намотаја и језгра, и између намотаја и намотаја и кућишта и довољне снаге да се одупире електричном квару

• Откривање недостатака производње

Спољни испитни напонски тестирање може изложити могуће оштећења изолације у процесу производње трансформатора, као што је делимично пражњење, погоршање или оштећење изолационих материјала. Ове оштећења су вероватније да ће бити откривени у условима високог напона

• Осигурати оперативну сигурност

Кроз спољни тестирање напона, осигурава се да трансформатор може безбедно радити у нормалним и ненормалним условима напона током свог радног века, спречавање оштећења опреме или прекида електричне енергије узроковане електричним грешкама.

4.1.2 Примењени напон Тест - Преглед метода

Понутника напона метода напона укључује наношење тестног напона виши од уобичајеног напона на трансформаторске намотаје, као што је двоструко више напона и одржавање на минуту за верификацију издржљивости и поузданости њеног изолационог система.

 

4.2 Громни импулс издржава тест-бил - Дефиниција

Тест муње Импулсе је метода испитивања који симулира издржљиви капацитет изолационог система електроенергетске опреме (као што су трансформатори) под условима удара грома. Овај тест је важан за процену да ли трансформатор може избећи квар изолације када је погодио муња, обезбеђујући сигурност и поузданост трансформатора.

4.2.1 Громни импулс издржава тест-бил - сврха

• Проверите снагу изолације

Примјеном на високим напорима који симулирају мрље, тестира се да ли систем изолације трансформатора може остати нетакнут под екстремним условима како би се спречило електрично сломање.

• Откријте потенцијалне недостатке

Откријте могуће оштећења у систему изолације, као што су мехурићи, пукотине или проблеми са старењем. Ове оштећења можда неће бити видљива током нормалног рада, али могу проузроковати неуспех изолације под намири муње.

• Осигурати сигурност опреме

Осигурајте да трансформатор може безбедно радити у стварним догађајима на ударима грома како би се избегла оштећење опреме или неуспеха система напајања проузрокованих неуспехом изолације.

4.2.2 Громорно импулс издржава тест-бил - Преглед методе

Користећи генератор напона импулса, намотава се намотавајуће напон пулса. Тестови се обично спроводе неколико пута (на пример, 3 до 6 позитивних утицаја поларности), а тестови се изводе на различитим терминалима. Талас одзива трансформатора се надгледа кроз опрему као што су осцилоскопи за откривање било каквих ненормалних појава (као што је делимично разбијање пражњења и изолације). Снимите вредност напона, таласни облик и одговор сваког утицаја.

 

4.3 Приказ имена

• Ниво муње импулсе

Заступљен је симболом ЛИ и јединицом напона је кВ

• Примењен ниво напона

Представља га симбол АЦ и јединица напона је кВ

На пример:

Повер трансформатор снаге 80мва 132 \/ 33кВ

Високог напона: ЛИ \/ АЦ 650\/275 кВ

Високог напона Неутрална тачка: ЛИ \/ АЦ 325 \/ 140кВ

Ниски напон: ЛИ \/ АЦ 170\/70 кВ

 

 

4.4 Стандарди

 

Иец	Иеее	ЦСА
ИЕЦ 60076-3-2013 Повер Трансформерс - Део 3 Нивои изолације, диелектрични тестови и спољни клијери у ваздуху	ИЕЕЕ Ц57.12. 00-2021	ЦСА Ц2. 1-06 (Р2022)

 

 

5.1 Пребацивање импулса издржава напон, сил

• Дефиниција

Максимални напон који трансформатор може издржати под условима утицаја на пренапонским утицајем проузрокованих прекидачким операцијама итд. У поређењу са муњеним импулсом, таласни облик оперативног импулса је блажи, али трајање је дуже.

• функција

Уверите се да трансформатор може радити стабилно без изолационих грешака под условима пренапона узрокованих операцијама електроенергетског система (као што је отварање и затварање прекидача круга).

 

5.2 Дјеломични ниво пражњења, ПД

• Дефиниција

Делимично пражњење односи се на феномен делимичног диелектричног квара који се јавља унутар или на површини изолационог система под високим напонским условима, обично не у потпуности прелазе размак електроде.

• функција

Мерењем нивоа делимичног пражњења, потенцијалних недостатака у изолационим системима, као што су мехурићи, пукотине или старење материјала, могу се открити како би се спречило да се ови ситни пражњење развијају у озбиљне грешке изолације.

 

5.3 Отпорност изолације ИР

• Дефиниција

Измерите вредност отпора између намотавања и земље или између различитих намотаја. Што је виша отпорност изолације, то је бољи систем изолације.

• функција

Тест отпора изолације користи се за свакодневно одржавање и инспекцију, помажући у процени здравственог стања и садржаја влаге у изолационом систему и спречити погоршање изолације.

 

5.4 Фактор дисипације, Тан Делта

• Дефиниција

Фактор диелектричног губитка (Тан Δ) представља електрични губитак изолационих материјала, што одражава губитак енергије материјала под деловањем електричног поља.

• функција

Користи се за процену електричних својстава и старење на степену изолационих материјала. Већа вредност Тан Δ може указивати на старење или недостатак у систему изолације.

 

5.5 Термичка класа

• Дефиниција

Максимална температура коју изолациони материјали могу издржати током дужег временског периода обично означава различита разреда слова (као што су А, Б, Б, Х), што одговара различитим максималним дозвољеним температурама.

• функција

Користи се за избор и дизајн изолационих материјала како би се осигурало да материјали не изгубе изолационе перформансе на очекиваној радној температури.

 

5.6 Тест пораста температуре

• Дефиниција

Измерите температурни пораст намотаја, језгра и изолациони систем трансформатора када ради на оценом оптерећења

• функција

Осигурајте да трансформатор не доживљава убрзано старење или неуспех изолационих материјала због прегревања у нормалним радним условима.

 

5.7 Удаљеност и одобрење крема

• Дефиниција

Удаљеност кремације је најкраћа удаљеност између два проводљиве делове дуж изолационе површине, а електрично одобрење је најкраћа удаљеност кроз који ваздух пролази између два проводљива дела.

• функција

Осигуравање довољне удаљености пузаве и електричног клиренса може да спречи пражњење површине и распад ваздуха и гарантују сигурност трансформатора у влажним или загађеним окружењима.

 

5.8 Изолациони уље

• Дефиниција

Укључује индикаторе као што су напон квара, вредност киселине и садржај влаге, одражавајући перформансе изолације и стабилност изолационог уља.

• функција

Квалитет изолационог уља има директан утицај на целокупни ниво изолације трансформатора. Редовно праћење показатеља перформанси изолационог уља може спречити електричне грешке.

 

Ови параметри покривају све аспекте система изолације трансформатора, од материјалних својстава до укупног дизајна. Кроз свеобухватно тестирање и евалуацију, осигурава да трансформатор има довољно нивоа изолације у различитим условима рада, то гарантовање сигурног и поузданог рада. Сваки параметар одражава специфичан аспект изолационог система. Интегрисањем ових показатеља, ниво изолације трансформатора може се свеобухватно оценити, осигуравајући његову стабилност и сигурност у напајању.