سلام! من به عنوان تامین کننده ترانسفورماتورهای برق توزیع، سهم خود را از این قطعات مهم تجهیزات در طول سال ها دیده ام. یک سوال که اغلب مطرح می شود این است که "مکانیسم پیری ترانسفورماتور برق توزیع چیست؟" خوب، بیایید درست شیرجه بزنیم و آن را خراب کنیم.
پیری حرارتی
اول از همه، پیری حرارتی یک بازیگر اصلی در زوال ترانسفورماتورهای قدرت توزیع است. ببینید، وقتی یک ترانسفورماتور در حال کار است، گرما تولید می کند. این گرما عمدتاً از تلفات هسته و سیم پیچ ها تولید می شود. تلفات هسته ناشی از هیسترزیس و جریان های گردابی است، در حالی که تلفات سیم پیچ ناشی از مقاومت هادی های حامل جریان است.
دمای داخل یک ترانسفورماتور می تواند بسیار بالا باشد، به خصوص در دوره های اوج بار. و دمای بالا نسبت به مواد عایق مورد استفاده در ترانسفورماتورها مهربان نیست. اکثر ترانسفورماتورها از عایق کاغذی استفاده می کنند که آغشته به روغن است. با افزایش دما، کاغذ شروع به تخریب می کند. سلولز در کاغذ تجزیه می شود و گازها و آب آزاد می شود. این فرآیند پیرولیز نامیده می شود.
آب آزاد شده در طی پیرولیز یک مشکل بزرگ است. این می تواند قدرت دی الکتریک روغن را کاهش دهد و آن را بیشتر مستعد خرابی الکتریکی می کند. همچنین گازهای آزاد شده می تواند باعث ایجاد حباب در روغن شود که می تواند منجر به خرابی عایق نیز شود.
برای اینکه بفهمید کهنه شدن حرارتی چقدر می تواند جدی باشد، سرعت پیری عایق کاغذ به ازای هر 8 تا 10 درجه سانتی گراد افزایش دما تقریباً دو برابر می شود. به همین دلیل نظارت بر دمای ترانسفورماتور و اقدامات لازم برای حفظ آن در محدوده ایمن بسیار مهم است.
اکسیداسیون
اکسیداسیون یکی دیگر از عوامل مهم در پیری ترانسفورماتورهای قدرت توزیع است. روغن موجود در ترانسفورماتور به طور مداوم در معرض اکسیژن قرار می گیرد، به خصوص زمانی که ترانسفورماتور در حال کار است. اکسیژن با روغن واکنش می دهد و محصولات اکسیداسیون مانند اسیدها، لجن و پراکسیدها را تشکیل می دهد.
این محصولات اکسیداسیون می توانند تأثیر مخربی بر عملکرد ترانسفورماتور داشته باشند. اسیدها می توانند قطعات فلزی داخل ترانسفورماتور مانند سیم پیچ ها و هسته را خورده کنند. لجن می تواند کانال های خنک کننده را مسدود کند و کارایی سیستم خنک کننده را کاهش دهد و باعث افزایش بیشتر دما شود. و پراکسیدها می توانند مواد عایق را تجزیه کنند و منجر به شکست عایق شوند.
برای جلوگیری از اکسیداسیون، بسیاری از ترانسفورماتورها مجهز به سیستم حفظ روغن هستند. این سیستم می تواند شامل یک پتوی نیتروژن یا یک تنفس کننده باشد که رطوبت و اکسیژن هوای ورودی به ترانسفورماتور را فیلتر می کند.
استرس الکتریکی
تنش الکتریکی همچنین یکی از عوامل کلیدی در پیری ترانسفورماتورهای قدرت توزیع است. هنگامی که یک ترانسفورماتور در حال کار است، تحت فشارهای الکتریکی مختلف، مانند نوسانات ولتاژ، برخورد صاعقه، و گذرا سوئیچینگ قرار می گیرد.
این تنش های الکتریکی می توانند باعث ایجاد تخلیه جزئی در داخل عایق شوند. تخلیه جزئی قوس الکتریکی کوچکی است که در حفره ها یا نقص در عایق ایجاد می شود. با گذشت زمان، این تخلیه های جزئی می تواند مواد عایق را فرسایش داده، عایق را ضعیف کرده و در نهایت منجر به خرابی عایق شود.
برای محافظت از ترانسفورماتورها در برابر فشار الکتریکی، برقگیرها اغلب نصب می شوند. برقگیرها می توانند نوسانات ولتاژ بالا را به سمت زمین منحرف کنند و استرس الکتریکی روی عایق ترانسفورماتور را کاهش دهند.
استرس مکانیکی
وقتی صحبت از پیری ترانسفورماتورهای قدرت توزیع به میان می آید، نمی توان استرس مکانیکی را نادیده گرفت. در طول عملیات عادی، سیمپیچهای ترانسفورماتور تحت تأثیر نیروهای الکترومغناطیسی قرار میگیرند. این نیروها می توانند باعث ارتعاش و حرکت سیم پیچ ها شوند که در طول زمان منجر به آسیب مکانیکی می شود.
همچنین، ترانسفورماتور ممکن است در معرض نیروهای مکانیکی خارجی، مانند ارتعاشات ناشی از ماشین آلات مجاور یا ضربه در حین حمل و نقل قرار گیرد. این نیروهای خارجی همچنین می توانند باعث آسیب به اجزای داخلی ترانسفورماتور شوند.
برای مقاومت در برابر استرس مکانیکی، ترانسفورماتورها با ساختارهای مکانیکی مقاوم طراحی شده اند. سیمپیچها برای جلوگیری از حرکت محکم میپیچند و محکم میشوند و مخزن ترانسفورماتور بهقدری قوی طراحی شده است که بتواند در برابر نیروهای خارجی مقاومت کند.
تاثیر بر عملکرد ترانسفورماتور
مکانیسم های پیری که در بالا ذکر کردم می توانند تأثیر قابل توجهی بر عملکرد یک ترانسفورماتور قدرت توزیع داشته باشند. با تحلیل رفتن عایق، قدرت دی الکتریک ترانسفورماتور کاهش می یابد. این بدان معنی است که ترانسفورماتور بیشتر با خرابی الکتریکی مواجه می شود که می تواند منجر به قطع برق و آسیب به سایر تجهیزات الکتریکی شود.
راندمان ترانسفورماتور نیز می تواند تحت تأثیر قرار گیرد. تشکیل لجن و گرفتگی کانال های خنک کننده می تواند راندمان خنک کننده را کاهش دهد و باعث می شود ترانسفورماتور در دمای بالاتری کار کند. این به نوبه خود باعث افزایش تلفات و کاهش راندمان کلی ترانسفورماتور می شود.
پیشنهادات محصول ما
در شرکت ما، اهمیت ارائه ترانسفورماتورهای توزیع برق با کیفیت بالا را درک می کنیم که بتوانند در برابر مکانیسم های پیری مقاومت کنند. ما طیف وسیعی از محصولات، از جملهترانسفورماتور غوطهور در روغن 30 - 2500kVA/10kV. این ترانسفورماتورها با مواد عایق پیشرفته و سیستم های خنک کننده طراحی شده اند تا اثرات پیری حرارتی را به حداقل برسانند.
ما هم داریم50 - 2500kVA/20(10)kV ترانسفورماتور غوطه ور روغن کم اتلاف (ترانسفورماتور پر شده با روغن مهر و موم شده هرمتیک). طراحی مهر و موم شده هرمتیک به جلوگیری از اکسیداسیون و نفوذ رطوبت کمک می کند و طول عمر ترانسفورماتور را افزایش می دهد.
و برای کسانی که در صنعت فتوولتائیک هستند، ما آن را ارائه می دهیمترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک BS. این ترانسفورماتورها به طور خاص برای برآوردن نیازهای منحصر به فرد سیستم های تولید برق فتوولتائیک طراحی شده اند.
برای تهیه با ما تماس بگیرید
اگر در بازار ترانسفورماتور برق توزیع هستید، مایلیم از شما بشنویم. چه به یک ترانسفورماتور در مقیاس کوچک برای یک منطقه مسکونی یا یک ترانسفورماتور با ظرفیت بزرگ برای یک مجتمع صنعتی نیاز داشته باشید، ما تخصص و محصولاتی برای رفع نیازهای شما داریم. امروز با ما تماس بگیرید تا فرآیند خرید را شروع کنیم و بیایید با هم کار کنیم تا راه حل مناسب ترانسفورماتور را برای شما پیدا کنیم.
مراجع
- راهنمای IEEE برای بارگیری مواد معدنی - روغن - ترانسفورماتورهای غوطه ور، IEEE Std C57.91 - 2011
- IEC 60076 - 7: ترانسفورماتورهای قدرت - قسمت 7: راهنمای بارگیری برای روغن - ترانسفورماتورهای قدرت غوطه ور
- Emsley، AM، و Stevens، GW (2000). عایق سلولزی در ترانسفورماتورهای قدرت مجموعه مقالات IEE - تولید، انتقال و توزیع، 147(2)، 143 - 150.