จะดูอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตของหม้อแปลงได้อย่างไร?

แต่ละส่วนของหม้อแปลงไฟฟ้ามีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตได้แตกต่างกัน และสภาวะการทำงานที่แตกต่างกันยังต้องการการทำงานที่ปลอดภัยของหม้อแปลงและเทคโนโลยีการตรวจจับของหม้อแปลงด้วย

อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่ยอมรับได้ของขดลวด: อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตของขดลวดหมายถึงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเฉลี่ยของขดลวดทั้งหมด ซึ่งวัดโดยวิธีความต้านทาน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตนั้นสัมพันธ์กับเกรดความต้านทานความร้อนของฉนวน หม้อแปลงจุ่มน้ำมันอยู่ในฉนวนคลาส A เนื่องจากวิธีการวัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของขดลวดแบบดั้งเดิมคือวิธีการต้านทาน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่วัดได้จึงเป็นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเฉลี่ยที่อนุญาตของฉนวนคลาส A คือ 65K อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยสัมพันธ์กับอุณหภูมิจุดที่ร้อนที่สุดของขดลวด สมมติว่าความแตกต่างเป็นลิตรคือ 13K เมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีอยู่ที่ 20 องศา อุณหภูมิจุดที่ร้อนที่สุดของขดลวดฉนวนคลาส A คือ 20+65+13=98 องศา ขณะนี้ฉนวน Class A มีอายุการใช้งานตามปกติ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเฉลี่ยที่อนุญาตของฉนวนประเภทต่างๆ ของหม้อแปลงชนิดแห้ง: ระดับ A คือ 60K, ระดับ E คือ 75K, ระดับ B คือ 80K, ระดับ F คือ 100K, ระดับ H คือ 125K และระดับ C คือ 150K อุณหภูมิของขดลวดที่เพิ่มขึ้นในฤดูหนาวต่ำกว่าอุณหภูมิเฉลี่ย หากอุณหภูมิของขดลวดเพิ่มขึ้นสูงกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นในฤดูร้อน อายุการใช้งานของขดลวดจะลดลง หากปฏิบัติการเกินความจุของแผ่นป้าย จะต้องสละชีวิตด้วย หากเกินความจุแผ่นป้าย อุณหภูมิจุดที่ร้อนที่สุดของหม้อแปลงแช่น้ำมันฉนวน Class A ของขดลวดต้องไม่เกิน 140 องศา แม้ว่าชีวิตจะไม่สละก็ไม่อนุญาตให้เกิน 140 องศา เพราะเมื่อเกิน 140 องศา น้ำมันจะสลายตัวเป็นก๊าซและส่งผลต่อฉนวน ความแข็งแกร่ง. ดังนั้นอุณหภูมิจุดที่ร้อนที่สุดของฉนวนคลาส A ของหม้อแปลงจุ่มน้ำมันจะต้องไม่เกิน 140 องศา ซึ่งพิจารณาจากการทำงานที่ปลอดภัยของหม้อแปลง

หม้อแปลงความจุขนาดใหญ่บางครั้งมีวิธีระบายความร้อนหลายวิธี เช่น ONAN/ONAF ความจุพิกัดของหม้อแปลงโดยทั่วไปหมายถึงค่าที่อนุญาตภายใต้ ONAF เมื่อพัดลมสูญเสียพลังงานการระบายความร้อนจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นความจุของหม้อแปลงจึงต้องลดลงเมื่อทำงานในโหมดทำความเย็น ONAN เพื่อให้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเฉลี่ยของขดลวดไม่เกิน 65K

นอกจากนี้ ในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสองขดลวดหรือสามขดลวด ขดลวดสองหรือสามขดลวดควรมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเท่ากันในเวลาเดียวกัน เมื่อขดลวดหนึ่งมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 65K และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของขดลวดอีกขดลวดหนึ่งหรือสองขดลวดต่ำกว่า 65K การออกแบบดังกล่าวจะไม่ประหยัด เป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดสำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของพื้นผิวน้ำมันด้านบนของหม้อแปลงแช่น้ำมันและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเฉลี่ยของขดลวดหลายเส้นเพื่อให้ถึงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่ยอมรับได้ในเวลาเดียวกัน นั่นคือเมื่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของพื้นผิวน้ำมันด้านบนถึง 55K (60K เมื่อน้ำมันถูกแยกออกจากอากาศ) อุณหภูมิเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นของขดลวดจะอยู่ที่ 65K ในขั้นตอนการออกแบบ ความหนาแน่นกระแสของแต่ละขดลวดจะถูกเลือกอย่างสมเหตุสมผล เพื่อให้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของขดลวดแต่ละเส้นอยู่ใกล้ 65K ในขณะที่การสูญเสียโหลดไม่เกินค่ามาตรฐาน ขณะเดียวกันระดับน้ำมันบนสุดก็สูงถึง 55K อย่างไรก็ตามนี่เป็นปัญหาสำหรับการไหลเวียนของน้ำมันที่แข็งแกร่ง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของชั้นบนสุดของน้ำมันของหม้อแปลงระบายความร้อนด้วยน้ำมันที่แข็งแกร่งโดยทั่วไปคือ 40K และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของชั้นบนสุดของน้ำมันของหม้อแปลงระบายความร้อนด้วยน้ำมันที่แข็งแกร่งโดยทั่วไปคือ 35K

ในความเป็นจริง เป็นเรื่องยากที่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของพื้นผิวน้ำมันด้านบนและอุณหภูมิเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นของขดลวดจะถึงค่าขีดจำกัดที่อนุญาตในเวลาเดียวกัน ดังนั้นโดยทั่วไปอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยของขดลวดจึงไม่สามารถตัดสินได้จากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของพื้นผิวน้ำมันด้านบน นี่คือเหตุผลว่าทำไมหม้อแปลงความจุสูงจึงติดตั้งทั้งตัวบ่งชี้อุณหภูมิพื้นผิวน้ำมันและตัวบ่งชี้อุณหภูมิจุดร้อนที่คดเคี้ยว ตัวอย่างเช่น หากมีการติดตั้งตัวบ่งชี้อุณหภูมิพื้นผิวน้ำมันตัวเดียว บางครั้งอาจเป็นเรื่องยากที่จะตัดสินอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยของขดลวด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับหม้อแปลงที่มีการระบายความร้อนของการไหลเวียนของน้ำมันที่แข็งแกร่ง

เมื่อวิเคราะห์อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของหม้อแปลง เราควรคำนึงถึงอุณหภูมิของตัวกลางทำความเย็นด้วย

โดยทั่วไป ตัวกลางทำความเย็นของหม้อแปลงระบายความร้อนด้วยอากาศคืออากาศ และตัวกลางทำความเย็นของหม้อแปลงระบายความร้อนด้วยน้ำคือน้ำ
เมื่อติดตั้งบัสบาร์แบบปิด แม้ว่าตัวกลางของบุชชิ่งแรงดันต่ำในบัสบาร์แบบปิดจะเป็นอากาศ แต่อุณหภูมิจะอยู่ที่ 80 องศา ดังนั้นอุณหภูมิที่อนุญาตของบุชชิ่งแรงดันต่ำจึงแตกต่างกันเมื่อใช้ในแบบเปิดและเมื่อใช้ในบัสบาร์แบบปิด โดยทั่วไปแล้ว กระแสไฟพิกัดของบุชชิ่งที่ใช้ในบัสบาร์แบบปิด ควรลดลง เนื่องจากอุณหภูมิอากาศในบัสบาร์แบบปิดสูง

จะเห็นได้ว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตของตะกั่ว บุชชิ่ง ตัวเปลี่ยนต๊าปขณะโหลด หรือตัวเปลี่ยนต๊าปแบบไม่ตื่นเต้น ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตัวกลางโดยรอบ หม้อแปลงไฟฟ้ามีความสามารถบางอย่างที่จะเกินความจุของแผ่นป้าย และส่วนประกอบของหม้อแปลงก็ควรมีความสามารถเหมือนกัน โดยมีอายุการใช้งานที่แน่นอนโดยไม่กระทบต่อการทำงานที่ปลอดภัย

อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของพื้นผิวน้ำมันด้านบนและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยของขดลวดที่วิเคราะห์ก่อนหน้านี้อ้างอิงถึงการถ่ายโอนข้อมูลโหลดกะทันหันภายใต้สภาวะคงที่ ในเวลานี้ควรให้ความสนใจกับค่าคงที่เวลาของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิด้วย ค่าคงที่เวลาของน้ำมันค่อนข้างมาก ซึ่งหมายความว่าหลังจากการเปลี่ยนแปลงโหลด อุณหภูมิพื้นผิวน้ำมันจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของโหลดเป็นเวลานาน

เมื่อภาระเพิ่มขึ้น ไม่สามารถพิจารณาได้ว่าอุณหภูมิพื้นผิวน้ำมันจะไม่เปลี่ยนแปลง และอุณหภูมิของขดลวดก็ไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน ค่าคงที่เวลาของน้ำมันมีขนาดใหญ่ และอุณหภูมิพื้นผิวน้ำมันเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ค่าคงที่เวลาการขึ้นลานมีค่าน้อย และอุณหภูมิการขึ้นลานจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หากมีตัวบ่งชี้อุณหภูมิของขดลวด ตัวบ่งชี้นี้ควรมีเวลาตอบสนองที่ดีและมีค่าคงที่ของเวลาเล็กน้อย

เพื่อควบคุมการสตาร์ทพัดลม ONAF ไม่สามารถใช้ตัวบ่งชี้อุณหภูมิพื้นผิวน้ำมันได้ สามารถควบคุมได้โดยตัวบ่งชี้อุณหภูมิของขดลวดหรือควบคุมโดยหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบบูช

ในหม้อแปลงไฟฟ้า บางครั้งเมื่อความหนาแน่นของการสูญเสียที่เกิดจากการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กมีขนาดใหญ่เกินไป ความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นจะเกิดขึ้น บางครั้งจะมีความร้อนสูงเกินไปเฉพาะที่บนผนังกล่องใกล้กับลวดตะกั่วกระแสสูง ฝาปิดกล่องที่นำบุชชิ่งกระแสสูงออกมา ฯลฯ ไม่อนุญาตให้มีการสลายตัวของน้ำมันเป็นก๊าซเนื่องจากอุณหภูมิความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นและจะทำให้เกิด ความน่าเชื่อถือลดลง ดังนั้นควรดำเนินมาตรการเพื่อเปลี่ยนเส้นทางการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็ก ใช้มาตรการแยกแม่เหล็ก หรือใช้วัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กซึ่งมีการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กเข้มข้น

เมื่อหม้อแปลงทำงานจะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าลัดวงจร กระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะไหล ขณะนี้หม้อแปลงจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากกระแสไฟฟ้าลัดวงจรขนาดใหญ่ หม้อแปลงจึงทำงานภายใต้สภาวะอะเดียแบติกโดยไม่พิจารณาถึงการกระจายความร้อน

อุณหภูมิที่อนุญาตของขดลวดทองแดงหุ้มฉนวน Class A ในระหว่างการลัดวงจรคือ 250 องศา
เพื่อที่จะรักษาอุณหภูมิไม่ให้เกิน จะต้องคำนวณความหนาแน่นกระแสที่อนุญาตภายใต้กระแสลัดวงจรในการออกแบบเพื่อให้ตัวนำทองแดงไม่เกิน 250 องศาในช่วงระยะเวลาที่อนุญาต

ความเค้นเชิงกลที่ยอมให้ของตัวนำทองแดงสัมพันธ์กับอุณหภูมิ หากอุณหภูมิในการทำงานของตัวนำทองแดงเกิน ความเครียดที่อนุญาตจะลดลง ดังนั้น เมื่อการยืดตัวอยู่ที่ 0.2% ความเค้นที่อนุญาตควรเป็นค่าที่อนุญาตที่ 250 องศา

เมื่อศึกษาอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตของหม้อแปลงไฟฟ้า มีหลายประเด็นที่ควรคำนึงถึง:

ก. ตัวต้านทานการเปลี่ยนแปลงใน on-load tap-changer ของ on-load tap-changer ควรจะทำให้อุณหภูมิน้ำมันที่เพิ่มขึ้นของตัวต้านทานไม่เกิน 350K ภายใต้การทำงานอย่างต่อเนื่องของ on-load tap-changer

ข. เมื่อทำการทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ อย่าปล่อยให้ความร้อนภายนอกไหลกลับเข้าไปในหม้อแปลง เป็นกรณีนี้หากความหนาแน่นกระแสของสายไฟฟ้าลัดวงจรสูงเกินไป

ค. เซนเซอร์สามารถฝังอยู่ในขดลวดและนำออกโดยเส้นใยนำแสงเพื่อวัดอุณหภูมิจุดร้อนของขดลวด ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถวัดความสามารถในการทำงานของหม้อแปลงที่อยู่นอกเหนือจากแผ่นป้ายชื่อได้

ง. สำหรับหม้อแปลงที่ทำงานที่ระดับความสูง ควรให้ความสนใจกับความยากลำบากในการกระจายความร้อนที่ระดับความสูงสูง แต่ในขณะเดียวกัน อุณหภูมิโดยรอบที่ระดับความสูงจะลดลง และบางครั้งทั้งสองก็สามารถชดเชยได้

จ. อุณหภูมิแกนกลางของหม้อแปลงชนิดแห้งจะส่งผลต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของขดลวดใกล้กับเสาแกน

ฉ. ไม่ควรมีอากาศตกค้างในหม้อน้ำที่ยังไม่ได้ปล่อยออกมา จะต้องมีปลั๊กระบายอากาศบนหม้อน้ำเพื่อปล่อยลมออกก่อนการทดสอบอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

ก. เป็นการดีกว่าที่ศูนย์กระจายความร้อนของหม้อน้ำจะสูงกว่าศูนย์ทำความร้อน ชม. ไม่ควรมีบริเวณน้ำมันตายอยู่ใต้ฝาถัง ฉัน. น้ำมันที่เข้าสู่ถังน้ำมันจากหม้อน้ำหรือเครื่องทำความเย็นจะต้องสามารถไหลเข้าสู่ขดลวดได้และไม่สามารถไหลลัดวงจรในพื้นที่ด้านนอกขดลวดได้

เจ หน่วยที่ใช้สำหรับการทดสอบการเพิ่มอุณหภูมิต้องมีความจุเพียงพอ และสามารถใช้การชดเชยตัวเก็บประจุได้หากจำเป็น การวิเคราะห์โครมาโตกราฟีของก๊าซในน้ำมันก่อนและหลังการทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเป็นวิธีการตรวจจับเพื่อตรวจสอบว่ามีความร้อนสูงเกินไปหรือไม่ แต่เวลาในการทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะต้องนานเพียงพอ การวิเคราะห์โครมาโตกราฟีของเหลวยังสามารถใช้เพื่อตรวจจับปริมาณเฟอร์ฟูรัลเพื่อตรวจสอบว่ามีความร้อนสูงเกินไปที่อุณหภูมิต่ำหรือไม่