Transformadores modernos de tipo seco y factores externos agresivos

Los transformadores secos modernos se distinguen por una confiabilidad bastante alta en la operación, pero, como otros equipos eléctricos, los factores externos afectan su vida útil.

Factores ambientales agresivos

Considere factores externos agresivos, como resultado de lo cual pueden ocurrir daños y fallas en el transformador.

Los transformadores secos están sujetos a diversos ataques químicos y físicos, según la calidad del entorno. Los peligros potenciales son los siguientes:

• humedad;

• contaminación física y química;

• viento.

Almacenamiento de transformadores secos

Durante el almacenamiento, la temperatura del transformador es igual a la temperatura ambiente. Durante este período, su aislamiento está expuesto a la humedad: penetración en el aislamiento y condensación en la superficie, lo que puede causar descargas ("superposiciones") cuando se aplica voltaje. Por este motivo, se recomienda almacenar un transformador seco a una humedad relativa no superior al 90% y asegurarse de que no haya condensación antes de utilizarlo.

Operación de transformadores secos.

Un transformador seco durante el funcionamiento puede estar expuesto a diversas influencias agresivas.

Alta humedad

Aunque la temperatura de funcionamiento de los serpentines es más alta que la temperatura ambiente, una humedad muy alta puede hacer que la humedad penetre en el material del serpentín y deteriore las propiedades del aislamiento.

Polvo conductivo

Los campos electrostáticos atraen partículas de polvo depositadas en la superficie de las bobinas HV. Esto reduce la resistencia a las corrientes de fuga superficiales, lo que aumenta la probabilidad de superposición del aislamiento del transformador.

Hidrocarburos volátiles: vapores de aceite, etc.

Los vapores de hidrocarburos atraídos electrostáticamente pueden depositarse en la superficie de las bobinas. Posteriormente, bajo la influencia de la temperatura, los hidrocarburos pueden transformarse químicamente para formar depósitos semiconductores o conductores. Esto puede hacer que el aislamiento se cierre o interrumpa la distribución del campo eléctrico sobre la superficie, contribuyendo a la acumulación de polvo conductor.

Contaminación química

Algunas sustancias provocan la corrosión de los materiales aislantes (su velocidad depende de la humedad y la temperatura) y el deterioro de las propiedades dieléctricas.

Polvo, arena, sal

El grado de influencia de estos factores depende de la presencia de viento. Las siguientes opciones están disponibles:

• deterioro de los parámetros eléctricos: calidad de los contactos, resistencia a las corrientes de fuga;

• obstrucción de ventiladores;

• efecto abrasivo en la superficie de los aisladores y reducción de la resistencia superficial; • acumulación de polvo conductor en las bobinas de AT;

• respiraderos bloqueados.

El polvo fino es higroscópico, lo que contribuye aún más a la formación de una capa conductora en la superficie del aislador.

Concentración aceptable

Para transformadores de tipo seco que operen en áreas urbanas con instalaciones industriales o tráfico pesado, así como en áreas sin protección contra el polvo (excepto aquellas cercanas a fuentes de polvo), se deben observar las siguientes restricciones:

• humedad relativa del aire, no más del 90%;

• Concentración de SO2, no más de 0,1 mg/m3;

• concentración de NOx, no más de 0,1 mg/m3;

• concentración de polvo y arena, no más de 0,2 mg / m3;

• concentración de sal marina, no más de 0,3 g / m3;

Nota: Las recomendaciones se dan de acuerdo con IEC 60721.

Teniendo en cuenta estas limitaciones, se conserva la vida útil esperada de los costosos transformadores, que es de decenas de años.

Condiciones térmicas del transformador

El modo de funcionamiento térmico del transformador es uno de los factores más importantes que influyen en el envejecimiento del aislamiento y, en consecuencia, en su vida útil. Se recomienda observar las siguientes condiciones para asegurar un enfriamiento adecuado, independientemente del tamaño de la habitación y el grado de protección del transformador de tipo seco (carcasa). Estas recomendaciones también se aplican a otros tipos de equipos eléctricos.

Tracción

El gran volumen de espacio sobre el transformador facilita un mejor flujo de aire caliente. Además, la efectividad de la ventilación depende de su capacidad para eliminar el aire de la parte superior de la habitación. Para ello, la entrada debe ubicarse lo más bajo posible y el escape lo más alto posible y en el lado opuesto.

La ubicación de la entrada de aire (ventilador) encima del transformador evita que el aire caliente se escape del mismo. Esto puede hacer que la temperatura del transformador se eleve por encima del nivel permitido. En el mejor de los casos, la protección térmica funcionará; en el peor de los casos, si falta, se producirá un sobrecalentamiento y un envejecimiento prematuro del aislamiento.

Requisitos para la sala donde se instala el transformador seco

Dimensiones de la habitación

El propósito de una ventilación ambiental efectiva es eliminar todo el calor generado por los equipos eléctricos (transformadores, motores, calentadores, etc.).

Se supone que en modo normal el dispositivo emite pérdidas de potencia P (kW).

Para quitarlo con ventilación, debe:

• abertura de entrada de aire frío con un área efectiva S (m2), ubicada en la parte inferior cerca del transformador (el área efectiva de la abertura es su área real, menos todas las interferencias: rejillas, válvulas, etc.);

• una salida de aire caliente con un área efectiva S '(m2) ubicada arriba en el lado opuesto, si es posible arriba del transformador, a una altura H (m) con respecto a la abertura inferior.

El área de los agujeros está determinada por las fórmulas: S = (0.18 * P) / H, S '= 1.1 * S.

El espacio encima del transformador debe quedar libre hasta el techo, excepto para las conexiones.

Estas fórmulas son aplicables cuando el equipo se instala a una altura de hasta 1000 m sobre el nivel del mar a una temperatura media anual de 20 °C.

Si no es posible proporcionar las áreas mencionadas de aberturas para la ventilación natural de la habitación, entonces se debe aplicar ventilación forzada utilizando la instalación:

• en la abertura inferior, un ventilador de suministro con una capacidad Q (m3 / s), determinada por las pérdidas de potencia según la fórmula: Q = 0,1 * P;

• en la abertura superior — extractor de aire con capacidad Q '(m3 / s), determinada por la fórmula: Q' = 0,11 * P.

Si el área de solo uno de los orificios es insuficiente, se permite limitar la instalación del ventilador solo en él.

Grado de protección

Depende grado de protección (IP) y la transparencia de la malla en las paredes de la caja, el área efectiva requerida de las ventilaciones puede ser bastante grande. Por ejemplo, en un envolvente IP31 de un transformador seco, el área de perforación del ojo es del 50 %.

La presencia de otros equipos en la habitación. Si se instalan otros equipos en la habitación, al calcular la ventilación, la potencia P debe incluir sus pérdidas a plena carga.

Fanáticos del transformador

¡La instalación de ventiladores con transformador no reduce los requisitos de ventilación de la habitación! Cuando los ventiladores están funcionando, también necesitan aire frío para entrar en la habitación y aire caliente para escapar.

Aire acondicionado alrededor del transformador

Polvo

La acumulación de polvo en el transformador impide la disipación adecuada del calor, especialmente en industrias polvorientas como las del cemento. Se requiere pasar la aspiradora regularmente (¡sin soplar!).

Humedad atmosférica

Desde el punto de vista de la ventilación del transformador y la posibilidad de su sobrecalentamiento, la humedad del aire no es un factor peligroso. Sin embargo, al calcular las dimensiones de la habitación y las aberturas de ventilación, se debe tener en cuenta la presencia de elementos calefactores que eviten la formación de condensación.

Conocer y observar ciertas reglas y precauciones para proteger el transformador durante su almacenamiento y operación de factores agresivos de cualquier tipo es la clave para la operación confiable del transformador bajo condiciones de cargas de diseño y sobrecargas controladas.