EN
Betydelsen av värmeutbytets prestanda för oljefyllda transformatorer framgår främst av dess direkta inverkan på driftlivslängden och säkerheten hos den elektriska transformatorn. Transformatorns livslängd bestäms till stor del av åldringen av olje-pappersisoleringssystemet, och termisk åldring är den mest betydande faktorn som orsakar isoleringsförsämring. För varje tidsperiod som isoleringsmaterialet arbetar över sin konstruerade temperatur ökar åldringstakten exponentiellt. Effektiv värmeutbyte kan därför effektivt kontrollera varmaste punktens temperatur i lindningarna – detta är en nyckelindikator för att bedöma transformatorns driftstatus och återstående livslängd.
Om värmeavledningen är dålig och den inre temperaturen för hög kommer detta inte bara att accelerera försämringen av isoleroljan och de fasta isoleringsmaterialen, vilket minskar isoleringsprestandan, utan kan också orsaka utrustningsfel och till och med påverka den stabila driften av hela elnätet. Man kan säga att god värmeavledning är den grundläggande förutsättningen för att säkerställa att transformatorn kan drivas säkert och stabilt vid märklast och uppnå sin konstruerade livslängd (vanligtvis upp till 30 år eller mer).
Nyckelfaktorer som påverkar värmeavledningen hos oljeimmaterade transformer
Värmeavledningseffektiviteten hos oljeimmersionsdistributionstransformatorer är i princip resultatet av samverkan mellan oljecirkulation och luftkonvektion. De centrala faktorerna som påverkar denna process kan analyseras ur två huvudsakliga aspekter: den inre oljecirkulationsstaten och de yttre kylvillkoren.
- Den inre oljecirkulationen och den strukturella designen utgör grunden för värmeavledning.
Under drift av transformatorn överförs värmen som genereras i lindningarna och kärnan till värmeväxlaren via naturlig eller tvungen konvektion av isolerande olja. Studier har visat att oljans flödeshastighet har en betydande inverkan på temperaturhöjningen: när oljans flödeshastighet ökar från 0,05 m/s till 0,20 m/s kan den maximala temperaturen i kärnan sänkas med 11,62 K. Den interna oljekanalstrukturen är också avgörande. Att fördjupa de horisontella oljekanalerna eller placera oljeavspärrande plattor på ett lämpligt sätt kan effektivt förbättra cirkulationen i områden där oljan stagnerar, vilket minskar den genomsnittliga temperaturen i lindningarna.
- Den yttre kylmetoden och miljöförhållandena avgör effektiviteten hos värmeutbytet.
Kylmetoderna klassificeras i ordning efter effektivitet som oljeimmenserad självkylning (ONAN), oljeimmenserad luftkylning (ONAF) och tvungen oljecirkulation med luftkylning (OFAF). Luftkylning kan förbättra värmeavledningseffekten med 150–200 % jämfört med självkylning. Dessutom är ju högre omgivningstemperaturen, desto mindre temperaturskillnaden för värmeavledning och desto sämre effekten. Innovativa designlösningar bryter också kontinuerligt igenom traditionella begränsningar, till exempel genom att lägga till upphöjda strukturer på oljetankens vägg för att störa den termiska gränsskiktet, vilket minskar hotspottemperaturen med 10,6 K.
Sammanfattningsvis kräver optimering av transformatorns värmeavledning en samordnad strategi som omfattar den inre oljekanalstrukturen, valet av kylmetod samt nya förbättrade värmeutbytarteknologier, för att effektivt kontrollera temperaturhöjningen vid hotspoten och försena isoleringsåldringen.
Hur fastställer man kylprestandan hos en transformator?
För att bedöma om kylprestandan uppfyller standarderna finns det en uppsättning metoder som sträcker sig från standardverifiering till övervakning i realtid:
- Standardtest av temperaturhöjning (innan fabrik och driftsättning):
Detta är den centrala bedömningskriterien. Enligt nationella standarder simuleras den märkta lasten, och temperaturhöjningen för varje del av transformatorn (skillnaden mellan temperaturen och omgivningstemperaturen) mäts för att säkerställa att den inte överskrider de angivna gränsvärdena. Testet fokuserar på övervakning av temperaturhöjningen för oljan vid tankens övre del samt den högsta temperaturpunkten i lindningarna, vilket är avgörande för att bedöma om kylkonstruktionen är godkänd.
- Övervakning av driftstatus (daglig drift):
För transformatorer i drift kan följande metoder användas för bedömning:
• Temperaturövervakning: Övervakning av oljans temperatur vid tankens övre del är den mest direkta metoden. Pågående hög oljetemperatur indikerar vanligtvis en minskad effektivitet i kylsystemet.
• Utvärdering av kylplattans effektivitet: Utifrån principen om energibalans och med hjälp av ingenjörsmässiga algoritmer kan den aktuella verkliga effektiviteten hos kylplattan fastställas utifrån driftdata såsom förluster vid belastning och oljetemperaturhöjning, vilket gör att man kan bedöma om kylkapaciteten har försämrats.
• Infraröd termisk bildanalys: Genom att använda en infraröd termisk kameraskanner på transformatorns kåpa och kylplattor kan områden med lokal överhettning eller ojämn kylning identifieras direkt.
- Specialiserad provning av specifika indikatorer:
När ett kylproblem misstänks kan mer detaljerad provning utföras, till exempel genom mätning av lindningens termiska resistans för att beräkna den genomsnittliga temperaturhöjningen i lindningarna, eller genom installation av optiska fibrersensorer för att direkt mäta temperaturen vid de mest kritiska heta punkterna.
Genom dessa systematiska utvärderingsmetoder kan kylstatusen för transformatorn omfattande förstås, vilket möjliggör tidig upptäckt av problem och genomförande av underhållsåtgärder.
Jiangsu Unita Electrical Equipment Co.,Ltd. （JSZONMA）Innan varje transformator sätts i produktion tillämpas ett omfattande kvalitetskontrollsystem. Där ingår temperaturhöjningstest och isolationsprestandatest som kärnkrav för fabriksinspektionen, med syftet att strikt verifiera produktens termiska stabilitet och elektriska säkerhet, och säkerställa att varje oljeimmenserad transformator kan drivas säkert, tillförlitligt och stabilt i elnätet under en lång tid.