A elevação de temperatura dos transformadores a seco e imersos em óleo, bem como sua faixa de elevação de temperatura

Existem numerosos fatores que afetam a vida útil de transformadores a seco e transformadores Imersos em Óleo Entre eles, a temperatura é o fator mais crucial que leva ao envelhecimento do isolamento e, consequentemente, afeta a vida útil dos transformadores. Devido à distribuição desigual de calor no interior dos transformadores, há diferenças significativas de temperatura em várias partes. Portanto, a elevação de temperatura admissível para cada parte sob carga nominal é especificada para garantir a operação segura.

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I. Princípios Básicos e Cálculos da Elevação de Temperatura

Classe de isolamento e temperatura máxima admissível

Os transformadores imersos em óleo geralmente utilizam isolamento classe A, cuja temperatura máxima admissível é 105 ℃.

- Cálculo da elevação de temperatura admissível (tomando o enrolamento como exemplo)

Elevação de temperatura admissível = Temperatura máxima admissível − Temperatura ambiente (com 40 ℃ como ponto de referência)

Ou seja: 105 ℃ − 40 ℃ = 65 ℃ (elevação de temperatura admissível do enrolamento)

- Relação entre a temperatura do óleo e a temperatura do enrolamento

A temperatura do óleo do transformador é normalmente cerca de 10℃ mais baixa do que a dos enrolamentos. Portanto:

- A elevação de temperatura admissível do óleo é: 65℃ - 10℃ = 55℃

- Para evitar o envelhecimento do óleo, a elevação de temperatura da superfície superior do óleo não deve exceder 45℃

Faixa real de temperatura de operação

Se a temperatura do óleo na parte superior estiver entre 80℃ e 90℃, então a temperatura dos enrolamentos será aproximadamente 95℃ a 105℃. Permanecer nessa faixa por um longo período acelerará o envelhecimento do isolamento.

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II. Riscos da operação em alta temperatura para Transformadores a seco e imersos em óleo

Deterioração do material isolante

A exposição prolongada a altas temperaturas fará com que o cartão isolante se torne frágil e propenso a rachaduras, perdendo suas propriedades isolantes e aumentando o risco de ruptura.

- Envelhecimento do óleo isolante

O envelhecimento acentuado da isolação do enrolamento acelerará a deterioração do óleo isolante, reduzindo ainda mais a vida útil total do transformador.

– Conclusão

Recomenda-se evitar a operação do transformador em altas temperaturas, especialmente por períodos prolongados de operação em alta temperatura.

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III. Classificação dos Graus de Isolação de Transformadores

A classe de isolação indica o desempenho de resistência térmica do material isolante, e classes diferentes correspondem a diferentes temperaturas máximas admissíveis.

Transformadores imersos em óleo (com 7 graus)

A, E, B, F, H, N, C

– Transformadores a seco (3 graus diferentes)

B, F, H

Tome a Classe A como exemplo. Seu significado é: a soma da temperatura de operação do transformador com a temperatura ambiente não deve exceder 105 °C; para as demais classes, o princípio é o mesmo.

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IV. Diagrama de Limite de Elevação de Temperatura (Explicação)

• O limite de elevação de temperatura para transformadores imersos em óleo é mostrado no diagrama.

• O limite de elevação de temperatura para transformadores a seco é mostrado no diagrama.

Observação: A magnitude do limite de elevação de temperatura reflete diretamente o desempenho de resistência térmica do material isolante e constitui uma base importante para seleção e monitoramento operacional.

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V. Princípios de Segurança do Núcleo

Desde que a elevação de temperatura não exceda o limite permitido, independentemente de como a temperatura ambiente varie, o transformador pode operar com segurança dentro da vida útil especificada.