Moderne Trockentransformatoren und aggressive äußere Einflüsse

Moderne Trockentransformatoren zeichnen sich durch eine recht hohe Betriebszuverlässigkeit aus, ihre Lebensdauer wird jedoch wie bei anderen elektrischen Geräten durch äußere Faktoren beeinflusst.

Aggressive Umweltfaktoren

Berücksichtigen Sie aggressive äußere Faktoren, die zu Schäden und Ausfällen des Transformators führen können.

Abhängig von der Qualität der Umgebung sind Trockentransformatoren unterschiedlichen chemischen und physikalischen Angriffen ausgesetzt. Die möglichen Gefahren sind wie folgt:

• Feuchtigkeit;

• physikalische und chemische Verschmutzung;

• Wind.

Lagerung von Trockentransformatoren

Während der Lagerung entspricht die Temperatur des Transformators der Umgebungstemperatur. Während dieser Zeit ist seine Isolierung Feuchtigkeit ausgesetzt: Eindringen in die Isolierung und Kondensation an der Oberfläche, die beim Anlegen von Spannung zu Entladungen („Überlappungen“) führen kann. Aus diesem Grund wird empfohlen, einen Trockentransformator bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von nicht mehr als 90 % zu lagern und sicherzustellen, dass sich vor der Verwendung keine Kondensation bildet.

Betrieb von Trockentransformatoren

Ein trockener Transformator kann im Betrieb verschiedenen aggressiven Einflüssen ausgesetzt sein.

Hohe Luftfeuchtigkeit

Obwohl die Betriebstemperatur der Spulen höher ist als die Umgebungstemperatur, kann eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit dazu führen, dass Feuchtigkeit in das Spulenmaterial eindringt und die Isolationseigenschaften verschlechtert.

Leitfähiger Staub

Elektrostatische Felder ziehen Staubpartikel an, die sich auf der Oberfläche der Hochspannungsspulen ablagern. Dadurch wird der Widerstand gegen Oberflächenleckströme verringert und die Wahrscheinlichkeit einer Überlappung der Transformatorisolation erhöht.

Flüchtige Kohlenwasserstoffe: Öldämpfe usw.

Elektrostatisch angezogene Kohlenwasserstoffdämpfe können sich auf der Oberfläche der Spulen ablagern. Anschließend können Kohlenwasserstoffe unter Temperatureinfluss chemisch in halbleitende oder leitfähige Ablagerungen umgewandelt werden. Dies kann dazu führen, dass sich die Isolierung schließt oder die Verteilung des elektrischen Feldes über die Oberfläche stört, was zur Ansammlung von leitfähigem Staub beiträgt.

Chemische Verschmutzung

Einige Substanzen verursachen Korrosion von Isoliermaterialien (die Geschwindigkeit hängt von der Luftfeuchtigkeit und der Temperatur ab) und eine Verschlechterung der dielektrischen Eigenschaften.

Staub, Sand, Salz

Der Einfluss dieser Faktoren hängt vom Vorhandensein des Windes ab. Folgende Optionen stehen zur Verfügung:

• Verschlechterung der elektrischen Parameter: Qualität der Kontakte, Widerstandsfähigkeit gegen Leckströme;

• Verstopfung der Ventilatoren;

• abrasive Wirkung auf die Oberfläche von Isolatoren und Verringerung des Oberflächenwiderstands; • Ansammlung von leitfähigem Staub auf den Hochspannungsspulen;

• verstopfte Lüftungsschlitze.

Feinstaub ist hygroskopisch, was zusätzlich zur Bildung einer leitfähigen Schicht auf der Oberfläche des Isolators beiträgt.

Akzeptable Konzentration

Für Trockentransformatoren, die in städtischen Gebieten mit Industrieanlagen oder starkem Verkehr sowie in staubungeschützten Bereichen (außer in der Nähe von Staubquellen) betrieben werden, sind folgende Einschränkungen zu beachten:

• relative Luftfeuchtigkeit, nicht mehr als 90 %;

• SO2-Konzentration, nicht mehr als 0,1 mg/m3;

• NOx-Konzentration, nicht mehr als 0,1 mg/m3;

• Staub- und Sandkonzentration nicht mehr als 0,2 mg / m3;

• Konzentration von Meersalz, nicht mehr als 0,3 g / m3;

Hinweis: Empfehlungen werden gemäß IEC 60721 gegeben.

Unter Berücksichtigung dieser Einschränkungen bleibt die erwartete Lebensdauer teurer Transformatoren erhalten, die mehrere zehn Jahre beträgt.

Thermische Bedingungen des Transformators

Die thermische Betriebsweise des Transformators ist einer der wichtigsten Einflussfaktoren auf die Alterung der Isolierung und damit auf deren Lebensdauer. Es wird empfohlen, die folgenden Bedingungen einzuhalten, um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten, unabhängig von der Raumgröße und der Schutzart des Trockentransformators (Gehäuse). Diese Empfehlungen gelten auch für andere Arten elektrischer Geräte.

Traktion

Das große Raumvolumen über dem Transformator ermöglicht eine bessere Strömung der erwärmten Luft. Darüber hinaus hängt die Wirksamkeit der Belüftung von ihrer Fähigkeit ab, Luft aus dem oberen Teil des Raums zu entfernen. Dazu sollte der Einlass möglichst tief und der Auslass möglichst hoch und auf der gegenüberliegenden Seite liegen.

Die Anordnung des Lufteinlasses (Lüfter) oberhalb des Transformators verhindert, dass heiße Luft aus diesem entweicht. Dies kann dazu führen, dass die Temperatur des Transformators über den zulässigen Wert ansteigt. Im besten Fall funktioniert ein Wärmeschutz; Im schlimmsten Fall kommt es bei Fehlen zu Überhitzung und vorzeitiger Alterung der Isolierung.

Anforderungen an den Raum, in dem der Trockentransformator installiert ist

Raummaße

Der Zweck einer effektiven Raumlüftung besteht darin, die gesamte von elektrischen Geräten (Transformatoren, Motoren, Heizungen usw.) erzeugte Wärme abzuführen.

Es wird davon ausgegangen, dass das Gerät im Normalbetrieb Verlustleistungen P (kW) abgibt.

Um es durch Belüftung zu entfernen, müssen Sie:

• Kaltlufteinlassöffnung mit einer wirksamen Fläche S (m2), die sich im unteren Teil in der Nähe des Transformators befindet (die wirksame Fläche der Öffnung ist ihre tatsächliche Fläche abzüglich aller Störungen – Gitter, Ventile usw.);

• ein Heißluftauslass mit einer wirksamen Fläche S' (m2) befindet sich oben auf der gegenüberliegenden Seite, möglichst oberhalb des Transformators, in einer Höhe H (m) relativ zur unteren Öffnung.

Die Fläche der Löcher wird durch die Formeln bestimmt: S = (0,18 * P) / H, S '= 1,1 * S.

Der Raum über dem Transformator muss bis zur Decke frei bleiben, mit Ausnahme der Anschlüsse.

Diese Formeln sind anwendbar, wenn das Gerät in einer Höhe von bis zu 1000 m über dem Meeresspiegel bei einer durchschnittlichen Jahrestemperatur von 20 °C installiert wird.

Wenn es nicht möglich ist, die oben genannten Öffnungsbereiche für eine natürliche Belüftung des Raums bereitzustellen, muss eine Zwangslüftung mithilfe der Installation erfolgen:

• in der unteren Öffnung – ein Zuluftventilator mit der Kapazität Q (m3/s), bestimmt durch Leistungsverluste gemäß der Formel: Q = 0,1 * P;

• an der oberen Öffnung – Abluftventilator mit Kapazität Q‘ (m3/s), bestimmt durch die Formel: Q‘ = 0,11 * P.

Wenn die Fläche nur eines der Löcher nicht ausreicht, darf die Installation des Lüfters nur darauf beschränkt werden.

Stärke des Schutzes

Kommt darauf an Schutzart (IP) und der Transparenz des Netzes an den Gehäusewänden kann die erforderliche effektive Fläche der Lüftungsöffnungen recht groß sein. In einem IP31-Gehäuse eines Trockentransformators beträgt die Augenperforationsfläche beispielsweise 50 %.

Das Vorhandensein anderer Geräte im Raum. Wenn andere Geräte im Raum installiert sind, muss die Leistung P bei der Berechnung der Belüftung deren Verluste bei Volllast berücksichtigen.

Transformator-Fan-Fans

Durch den Einbau von Ventilatortransformatorventilatoren werden die Anforderungen an die Raumbelüftung in keiner Weise reduziert! Wenn die Ventilatoren laufen, muss außerdem kalte Luft in den Raum strömen und heiße Luft entweichen.

Klimaanlage rund um den Transformator

Staub

Staubablagerungen auf dem Transformator verhindern eine ordnungsgemäße Wärmeableitung. Dies gilt insbesondere für staubige Industrien wie z. B. die Zementindustrie. Regelmäßiges Staubsaugen (kein Blasen!) ist erforderlich.

Luftfeuchtigkeit

Aus Sicht der Belüftung des Transformators und der Möglichkeit seiner Überhitzung stellt die Luftfeuchtigkeit keinen gefährlichen Faktor dar. Bei der Berechnung der Raumabmessungen und Lüftungsöffnungen sollte jedoch das Vorhandensein von Heizelementen berücksichtigt werden, die die Bildung von Kondenswasser verhindern.

Die Kenntnis und Einhaltung bestimmter Regeln und Vorsichtsmaßnahmen zum Schutz des Transformators während seiner Lagerung und seines Betriebs vor aggressiven Faktoren jeglicher Art ist der Schlüssel zum zuverlässigen Betrieb des Transformators unter Bedingungen von Auslegungslasten und kontrollierten Überlastungen.