Οι μετασχηματιστές είναι πολύ συνηθισμένοι στην καθημερινή μας ζωή. Το εναλλασσόμενο ρεύμα που χρησιμοποιούμε αποδιορίζεται μέσω των μετασχηματιστών. Ένας μετασχηματιστής αποτελείται από έναν πυρήνα σιδήρου (ή μαγνητικό πυρήνα) και πηνία. Τα πηνία έχουν δύο ή περισσότερες περιελίξεις, μεταξύ των οποίων η περιέλιξη που συνδέεται με την παροχή ρεύματος ονομάζεται πρωταρχικό πηνίο και οι υπόλοιπες περιελίξεις ονομάζονται δευτερεύοντα πηνία. Μπορεί να μετατρέψει την εναλλασσόμενη τάση, το ρεύμα και την αντίσταση. Έτσι, ξέρετε πώς να διατηρήσετε έναν μετασχηματιστή; Σε γενικές γραμμές, η αύξηση της θερμοκρασίας, η θερμοκρασία, η χωρητικότητα και οι παραμέτρους ενός μετασχηματιστή θα πρέπει να διατηρηθούν σε ένα λογικό εύρος. Ας ρίξουμε μια ματιά στις λεπτομερείς γνώσεις μαζί στη συνέχεια.
Βασικά σημεία για τη συντήρηση του μετασχηματιστή
1. Επιτρεπόμενη θερμοκρασία
Όταν ένας μετασχηματιστής είναι σε λειτουργία, οι απώλειες χαλκού και σιδήρου εμφανίζονται στα πηνία και στον πυρήνα του. Αυτές οι απώλειες μετατρέπονται σε θερμική ενέργεια, προκαλώντας την αύξηση της θερμοκρασίας του πυρήνα του μετασχηματιστή και των πηνίων. Εάν η θερμοκρασία υπερβεί την επιτρεπόμενη τιμή για μεγάλο χρονικό διάστημα, η μόνωση θα χάσει σταδιακά τη μηχανική ελαστικότητα και την ηλικία της.
Όταν ένας μετασχηματιστής είναι σε λειτουργία, οι θερμοκρασίες των διαφόρων τμημάτων δεν είναι οι ίδιες. Η θερμοκρασία του πηνίου είναι η υψηλότερη, ακολουθούμενη από εκείνη του πυρήνα. Η θερμοκρασία του μονωτικού λαδιού είναι χαμηλότερη από αυτή του πηνίου και του πυρήνα. Η θερμοκρασία λαδιού στην κορυφή του μετασχηματιστή είναι υψηλότερη από αυτή στο κάτω μέρος. Η επιτρεπόμενη θερμοκρασία κατά τη λειτουργία του μετασχηματιστή ελέγχεται με βάση τη θερμοκρασία του άνω στρώματος λαδιού. Για τους μετασχηματιστές με μόνωση κατηγορίας Α κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, όταν η θερμοκρασία του αέρα του περιβάλλοντος φτάνει το μέγιστο 40 μοίρες C, η τελική θερμοκρασία λειτουργίας των περιελίξεων μετασχηματιστή είναι 1050 βαθμοί C. Καθώς η θερμοκρασία της περιέλιξης είναι 100 βαθμοί C υψηλότερη από αυτή του ελαίου, για να αποφευχθεί η επιδείνωση της ποιότητας του πετρελαίου, ορίζεται ότι το άνω στρώμα του λαδιού του μετασχηματιστή δεν πρέπει να υπερβαίνει το 950 βαθμό. Η θερμοκρασία λαδιού άνω στρώματος δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 850 βαθμούς C. Για τους μετασχηματιστές που υιοθετούν ψύξη νερού για αναγκαστική κυκλοφορία πετρελαίου και ψύξη αέρα, η άνω θερμοκρασία λαδιού δεν πρέπει συχνά να υπερβαίνει τους 750 βαθμούς C.
2. Επιτρεπόμενη αύξηση της θερμοκρασίας
Η παρακολούθηση της θερμοκρασίας του μετασχηματιστή ανώτερου λαδιού κατά τη διάρκεια της λειτουργίας δεν μπορεί να εξασφαλίσει την ασφαλή λειτουργία του. Είναι επίσης απαραίτητο να παρακολουθείται η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της θερμοκρασίας του άνω λαδιού και του αέρα ψύξης - δηλαδή η αύξηση της θερμοκρασίας. Η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας ενός μετασχηματιστή και αυτής του περιβάλλοντος αέρα ονομάζεται αύξηση της θερμοκρασίας του μετασχηματιστή. Για τους μετασχηματιστές με μόνωση κατηγορίας Α, όταν η μέγιστη θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 40 βαθμοί C, το εθνικό πρότυπο ορίζει ότι η αύξηση της θερμοκρασίας των περιελίξεων είναι 650 βαθμούς C και η επιτρεπόμενη αύξηση της θερμοκρασίας του ανώτερου στρώματος πετρελαίου είναι 550 βαθμοί C. Όσο η αύξηση της θερμοκρασίας του μετασχηματιστή δεν υπερβαίνει την καθορισμένη τιμή, μπορεί να εξασφαλίσει ότι η ασφαλής λειτουργία του μετασχηματιστή εντός του καθορισμένου έτους λειτουργίας κάτω από το Rated Load.
3. Λογική χωρητικότητα
Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, το φορτίο ισχύος που φέρει ο μετασχηματιστής πρέπει να είναι περίπου 75% έως 90% της ονομαστικής του χωρητικότητας.
4. Το μέγιστο μη ισορροπημένο ρεύμα σε χαμηλή τάση του μετασχηματιστή δεν πρέπει να υπερβαίνει το 25% της ονομαστικής τιμής. Το επιτρεπόμενο εύρος μεταβολής τάσης για την τροφοδοσία μετασχηματιστή είναι ± 5% της ονομαστικής τάσης
Εάν η τάση υπερβεί αυτό το εύρος, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ένας εναλλάκτης βρύσης για την προσαρμογή για να το φέρει εντός του καθορισμένου εύρους. Κατά τη δημιουργία προσαρμογών, η ισχύς πρέπει να αποκοπεί. Συνήθως, η ρύθμιση της τάσης επιτυγχάνεται με την αλλαγή της θέσης της βρύσης της κύριας περιέλιξης. Η συσκευή που συνδέει και μετατρέπει τη θέση της βρύσης ονομάζεται TAP changer. Ρυθμίζει τον λόγο μετασχηματισμού μεταβάλλοντας τον αριθμό των στροφών του υψηλού - τάσης της μετασχηματιστή. Η χαμηλή τάση δεν έχει καμία επίδραση στον ίδιο τον μετασχηματιστή, μειώνοντας μόνο την έξοδο σε κάποιο βαθμό, αλλά έχει αντίκτυπο στον ηλεκτρικό εξοπλισμό. Όταν η τάση αυξάνεται, η μαγνητική ροή αυξάνεται, ο πυρήνας γίνεται κορεσμένος, η απώλεια πυρήνα αυξάνεται και η θερμοκρασία του μετασχηματιστή αυξάνεται.
5. Υπερφόρτωση
Η υπερφόρτωση μπορεί να χωριστεί σε δύο καταστάσεις: κανονική υπερφόρτωση και υπερφόρτωση ατυχημάτων. Η κανονική υπερφόρτωση προκαλείται από την αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας των χρηστών υπό κανονικές συνθήκες τροφοδοσίας. Θα προκαλέσει αύξηση της θερμοκρασίας του μετασχηματιστή, οδηγώντας σε επιταχυνόμενη γήρανση της μόνωσης του μετασχηματιστή και μείωση της διάρκειας ζωής του. Επομένως, υπό κανονικές συνθήκες, δεν επιτρέπεται η λειτουργία υπερφόρτωσης. Υπό ειδικές συνθήκες, οι μετασχηματιστές μπορούν να λειτουργούν υπό υπερφόρτωση για σύντομο χρονικό διάστημα, αλλά το χειμώνα δεν πρέπει να υπερβαίνουν το 30% του ονομαστικού φορτίου και το καλοκαίρι δεν πρέπει να υπερβαίνουν το 15% του ονομαστικού φορτίου. Επιπλέον, η χωρητικότητα φόρτωσης του μετασχηματιστή θα πρέπει να προσδιορίζεται με βάση την αύξηση της θερμοκρασίας του μετασχηματιστή και των κανονισμών του κατασκευαστή.
Όταν εμφανίζεται ένα ατύχημα στο σύστημα ενέργειας ή στον υποσταθμό του χρήστη, για να εξασφαλιστεί η συνεχής τροφοδοσία σε σημαντικό εξοπλισμό, επιτρέπεται στον μετασχηματιστή να λειτουργεί υπό υπερφόρτωση για σύντομο χρονικό διάστημα, δηλαδή υπερφόρτωση ατυχημάτων. Όταν εμφανιστεί υπερφόρτωση ατυχήματος, η θερμοκρασία του πηνίου θα υπερβαίνει την επιτρεπόμενη τιμή, προκαλώντας έτσι τη μόνωση να ηλικίας γρηγορότερα από ό, τι υπό κανονικές συνθήκες. Ωστόσο, η πιθανότητα υπερφόρτωσης ατυχημάτων είναι σπάνια. Υπό κανονικές συνθήκες, οι μετασχηματιστές λειτουργούν με υπολειπόμενη, τόσο σύντομη - Η υπερφόρτωση του όρου είναι ο απώτερος κίνδυνος βλάβης του μετασχηματιστή. Ο χρόνος και το πολλαπλάσιο της υπερφόρτωσης ατυχημάτων υλοποιούνται σύμφωνα με τους κανονισμούς του κατασκευαστή.