Mỗi phần củamáy biến ápcó mức tăng nhiệt độ cho phép khác nhau và các điều kiện vận hành khác nhau cũng đòi hỏi máy biến áp phải vận hành an toàn và công nghệ phát hiện của máy biến áp.
Độ tăng nhiệt độ cho phép của cuộn dây: Độ tăng nhiệt độ cho phép của cuộn dây là độ tăng nhiệt độ trung bình của toàn bộ cuộn dây, được đo bằng phương pháp điện trở. Mức tăng nhiệt độ cho phép có liên quan đến cấp độ chịu nhiệt cách nhiệt. Máy biến áp ngâm trong dầu thuộc loại cách điện loại A. Vì phương pháp đo độ tăng nhiệt độ cuộn dây truyền thống là phương pháp điện trở nên độ tăng nhiệt đo được là độ tăng nhiệt độ trung bình. Độ tăng nhiệt độ trung bình cho phép của lớp cách nhiệt loại A là 65K. Độ tăng nhiệt độ trung bình liên quan đến nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây. Giả sử sự khác biệt về lít là 13K. Khi nhiệt độ trung bình năm là 20 độ thì nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây cách điện loại A là 20+65+13=98 độ. Tại thời điểm này, lớp cách nhiệt loại A có tuổi thọ bình thường. Độ tăng nhiệt độ trung bình cho phép của các loại cách điện khác nhau của máy biến áp loại khô: Cấp A là 60K, cấp E là 75K, cấp B là 80K, cấp F là 100K, cấp H là 125K và cấp C là 150K. Nhiệt độ cuộn dây tăng vào mùa đông thấp hơn nhiệt độ trung bình. Nếu nhiệt độ cuộn dây tăng cao hơn mức tăng nhiệt độ trung bình vào mùa hè thì tuổi thọ của cuộn dây sẽ bị giảm. Nếu hoạt động vượt quá dung lượng bảng tên, tính mạng cũng sẽ bị hy sinh. Nếu vượt quá dung lượng của bảng tên, nhiệt độ điểm nóng nhất củamáy biến áp ngâm dầuCuộn dây cách điện loại A không được vượt quá 140 độ. Dù không hy sinh tính mạng cũng không được phép vượt quá 140 độ, vì khi vượt quá 140 độ, dầu sẽ phân hủy thành khí và ảnh hưởng đến khả năng cách nhiệt. sức mạnh. Do đó, nhiệt độ điểm nóng nhất của cách điện loại A của máy biến áp ngâm dầu không thể vượt quá 140 độ, nhiệt độ này được xác định bằng sự vận hành an toàn của máy biến áp.
Máy biến áp công suất lớn đôi khi có một số phương pháp làm mát, chẳng hạn như ONAN/ONAF. Công suất định mức của máy biến áp thường đề cập đến giá trị cho phép theo ONAF. Khi quạt mất điện thì khả năng làm mát sẽ tăng lên nên công suất của máy biến áp phải giảm khi hoạt động ở chế độ làm mát ONAN. , sao cho độ tăng nhiệt độ trung bình của cuộn dây không vượt quá 65K.
Ngoài ra, trong máy biến áp hai cuộn dây hoặc ba cuộn dây, hai hoặc ba cuộn dây phải đạt cùng mức tăng nhiệt độ trong cùng một thời điểm. Khi một cuộn dây đạt đến mức tăng nhiệt độ trung bình là 65K và mức tăng nhiệt độ của hoặc hai cuộn dây còn lại thấp hơn 65K thì thiết kế như vậy là không kinh tế. Sẽ kinh tế nhất khi tăng nhiệt độ bề mặt dầu trên cùng của máy biến áp ngâm dầu và tăng nhiệt độ trung bình của một số cuộn dây để đạt đến mức tăng nhiệt độ cho phép cùng một lúc. Nghĩa là, khi mức tăng nhiệt độ của bề mặt dầu trên cùng đạt tới 55K (60K khi dầu cách ly với không khí), mức tăng nhiệt độ trung bình của cuộn dây đạt 65K. Trong giai đoạn thiết kế, mật độ dòng điện trên mỗi cuộn dây được lựa chọn hợp lý sao cho độ tăng nhiệt của mỗi cuộn dây gần 65K trong khi tổn thất tải không vượt quá giá trị tiêu chuẩn. Đồng thời, mức dầu trên cùng đạt 55K. Tuy nhiên, đây lại là vấn đề đối với sự lưu thông dầu mạnh. Độ tăng nhiệt độ của lớp dầu trên cùng của máy biến áp làm mát bằng không khí bằng dầu mạnh thường là 40K, và độ tăng nhiệt độ của lớp dầu trên cùng của máy biến áp làm mát bằng dầu-nước mạnh thường là 35K.
Trên thực tế, rất khó để mức tăng nhiệt độ của bề mặt dầu trên cùng và mức tăng nhiệt độ trung bình của cuộn dây cùng lúc đạt đến giá trị giới hạn cho phép. Do đó, nói chung không thể đánh giá độ tăng nhiệt độ trung bình của cuộn dây dựa trên độ tăng nhiệt độ của bề mặt dầu trên cùng. Đây cũng là lý do tại sao máy biến áp công suất lớn được trang bị cả đồng hồ báo nhiệt độ bề mặt dầu và đồng hồ báo nhiệt độ điểm nóng cuộn dây. Ví dụ, nếu lắp một bộ chỉ báo nhiệt độ bề mặt dầu, đôi khi rất khó để đánh giá mức tăng nhiệt độ trung bình của cuộn dây, đặc biệt đối với các máy biến áp có khả năng làm mát tuần hoàn dầu mạnh.
Khi phân tích độ tăng nhiệt độ của máy biến áp, chúng ta cũng nên chú ý đến nhiệt độ của môi chất làm mát.
Nói chung, môi trường làm mát của máy biến áp làm mát bằng không khí là không khí và môi trường làm mát của máy biến áp làm mát bằng nước là nước.
Khi lắp đặt một thanh cái kín, mặc dù môi chất của ống lót hạ áp trong thanh cái kín là không khí nhưng nhiệt độ vẫn là 80 độ. Do đó, nhiệt độ cho phép của ống lót điện áp thấp là khác nhau khi nó được sử dụng ở loại mở và khi nó được sử dụng ở thanh cái đóng. Nói chung, nên giảm dòng điện định mức của ống lót sử dụng trong thanh cái kín vì nhiệt độ không khí trong thanh cái kín cao.
Có thể thấy rằng độ tăng nhiệt độ cho phép của dây dẫn, ống lót, bộ chuyển đổi nấc khi tải hoặc bộ chuyển đổi nấc không kích thích phụ thuộc vào độ tăng nhiệt độ của môi trường xung quanh. Máy biến áp có khả năng nhất định vượt quá công suất của bảng tên, các bộ phận của nó cũng phải có khả năng tương tự, có tuổi thọ nhất định mà không ảnh hưởng đến vận hành an toàn.
Sự tăng nhiệt độ của bề mặt dầu phía trên và sự tăng nhiệt độ trung bình của cuộn dây được phân tích trước đó đề cập đến việc giảm tải đột ngột ở trạng thái ổn định. Lúc này, cũng cần chú ý đến hằng số thời gian thay đổi nhiệt độ. Hằng số thời gian của dầu tương đối lớn, nghĩa là sau khi thay đổi tải, nhiệt độ bề mặt dầu sẽ thay đổi theo sự thay đổi của tải trong một thời gian dài.
Khi tải tăng, không thể coi nhiệt độ bề mặt dầu không thay đổi và nhiệt độ cuộn dây cũng không thay đổi. Hằng số thời gian của dầu lớn và nhiệt độ bề mặt dầu tăng chậm. Hằng số thời gian cuộn dây nhỏ và nhiệt độ cuộn dây tăng nhanh. Nếu có chỉ báo nhiệt độ cuộn dây thì chỉ báo này cũng phải có thời gian phản hồi tốt và hằng số thời gian nhỏ.
Để điều khiển sự khởi động của quạt ONAF, không thể dựa vào chỉ báo nhiệt độ bề mặt dầu. Nó chỉ có thể được điều khiển bằng chỉ báo nhiệt độ cuộn dây hoặc được điều khiển bằng máy biến dòng điện ống lót.
Trong máy biến áp, đôi khi mật độ tổn thất do rò rỉ từ thông quá lớn sẽ xảy ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ. Đôi khi sẽ xảy ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ trên thành hộp gần dây dẫn dòng điện cao, nắp hộp nơi ống lót dòng điện cao được dẫn ra ngoài, v.v. Việc phân hủy dầu thành khí do nhiệt độ quá nóng cục bộ là không được phép và sẽ gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ. sự giảm độ tin cậy. Do đó, cần thực hiện các biện pháp để thay đổi đường rò rỉ từ thông, thực hiện các biện pháp cách ly từ tính hoặc sử dụng vật liệu không từ tính ở những nơi tập trung rò rỉ từ thông.
Khi máy biến áp hoạt động chắc chắn sẽ xảy ra hiện tượng đoản mạch. Khi máy biến áp bị đoản mạch sẽ xuất hiện dòng điện ngắn mạch. Lúc này máy biến áp sẽ nóng lên nhanh chóng. Do dòng điện ngắn mạch lớn nên máy biến áp làm việc ở điều kiện đoạn nhiệt mà không xét đến khả năng tản nhiệt.
Nhiệt độ cho phép của cuộn dây đồng cách điện loại A khi đoản mạch là 250 độ.
Để giữ nhiệt độ này không vượt quá, mật độ dòng điện cho phép dưới dòng điện ngắn mạch phải được tính toán trong thiết kế sao cho dây dẫn đồng không vượt quá 250 độ trong suốt thời gian cho phép.
Ứng suất cơ học cho phép của dây dẫn đồng có liên quan đến nhiệt độ. Nếu nhiệt độ hoạt động của dây dẫn đồng vượt quá thì ứng suất cho phép sẽ giảm. Do đó, khi độ giãn dài là 0,2%, ứng suất cho phép phải là giá trị cho phép ở 250 độ .
Khi nghiên cứu độ tăng nhiệt độ cho phép của máy biến áp cần chú ý một số điểm sau:
Một. Điện trở chuyển tiếp trong bộ chuyển đổi nấc phân áp có tải của bộ chuyển đổi nấc phân áp đang tải phải sao cho độ tăng nhiệt độ dầu của điện trở không vượt quá 350K khi bộ chuyển đổi nấc phân áp đang tải hoạt động liên tục.
b. Khi thực hiện kiểm tra độ tăng nhiệt, không được để nhiệt bên ngoài truyền ngược vào máy biến áp. Đây là trường hợp nếu mật độ dòng điện của dây dẫn ngắn mạch quá cao.
c. Các cảm biến có thể được nhúng vào trong cuộn dây và dẫn ra ngoài bằng sợi quang để đo nhiệt độ điểm nóng của cuộn dây. Bằng cách này, có thể đo được khả năng vận hành của máy biến áp ngoài bảng tên.
d. Đối với máy biến áp làm việc ở độ cao lớn, cần chú ý đến khó tản nhiệt ở độ cao lớn, nhưng đồng thời nhiệt độ môi trường ở độ cao lớn sẽ giảm xuống và đôi khi có thể bù đắp được cả hai.
đ. Nhiệt độ lõi của máy biến áp loại khô sẽ ảnh hưởng đến độ tăng nhiệt của các cuộn dây gần cột lõi.
f. Không được có không khí dư trong bộ tản nhiệt chưa được giải phóng. Phải có lỗ thông hơi trên bộ tản nhiệt để xả hơi trước khi kiểm tra mức tăng nhiệt độ.
g. Tốt hơn là tâm tản nhiệt của bộ tản nhiệt cao hơn tâm sưởi. h. Không được có vùng dầu chết dưới nắp thùng. Tôi. Dầu đi vào thùng dầu từ bộ tản nhiệt hoặc bộ làm mát phải có khả năng chảy vào cuộn dây và không thể chảy ngắn mạch ở không gian bên ngoài cuộn dây.
j. Thiết bị được sử dụng để kiểm tra độ tăng nhiệt phải có đủ công suất và có thể sử dụng bù tụ điện nếu cần thiết. Phân tích sắc ký khí trong dầu trước và sau thử nghiệm tăng nhiệt độ là phương pháp phát hiện xem có quá nhiệt hay không, nhưng thời gian thử nghiệm tăng nhiệt độ phải đủ dài. Phân tích sắc ký lỏng cũng có thể được sử dụng để phát hiện hàm lượng furfural nhằm xác định xem có hiện tượng quá nhiệt ở nhiệt độ thấp hay không.