Isolatie van transformator

 

1.1 isolatiedefinitie

Transformator isolatiematerialen verwijzen naar de materialen die zowel binnen als buiten de transformator worden gebruikt. De belangrijkste functie van deze materialen is om elektrische componenten te isoleren om de ongecontroleerde geleiding van de stroom tussen wikkelingen van verschillende spanningsniveaus, tussen wikkelingen en de kern, tussen wikkelingen en de behuizing, en tussen wikkelingen en andere geleidende delen te voorkomen. Het gebruik van isolatiematerialen zorgt ervoor dat de transformator veilig kan werken binnen het ontworpen elektrische spanningsbereik, waardoor elektrische afbraak, korte circuits en andere elektrische fouten voorkomen.

 

1.2 isolatiefunctie

• Elektrische isolatie

Isolerende materialen voorkomen elektrische kort circuits of storingen door een hoge weerstandspad te bieden, waardoor de stroom niet van de ene elektrische component naar de andere of grond stroomt.

• Hogedrukweerstandsprestaties

Isolerende materialen moeten in staat zijn om de hoge spanning en onmiddellijke overspanning tijdens de werking van de transformator (zoals spanningspieken veroorzaakt door blikseminslag of schakelbewerkingen) te weerstaan ​​zonder elektrische afbraak.

• Prestaties van warmtebestendigheid

Transformatoren genereren warmte tijdens de werking, dus isolerende materialen moeten voldoende warmtebestendigheid hebben om afbraak of falen bij hoge temperaturen te voorkomen.

• Mechanische bescherming

Isolerende materialen moeten ook mechanische ondersteuning en bescherming bieden om te voorkomen dat wikkelingen of andere elektrische componenten worden beschadigd door trillingen, schokken of externe spanning.

• Langdurige stabiliteit

Isolerende materialen moeten goede anti-verouderingsprestaties hebben en hun elektrische en mechanische eigenschappen kunnen behouden tijdens langdurige werking.

 

1.3 Type isolatie

• kronkelende isolatiematerialen: geëmailleerde draad, papieren geklede draad, glasvezelband, enz

• belangrijkste isolerende materialen: elektrisch papier, epoxyhars, isolerende olie

• Spacers en ondersteunende materialen: Geperste houten planken, epoxy glasvezelborden

• Isolatie tussen wikkelingen: Interlayer isolatiepapier, polyesterfilm

• Eind isolatiemateriaal: Isolerende huls, eindisolatie

• Lead isolatiematerialen: isolerende schede, isolerende tape

• Extra isolerende materialen: mica-tape, resistent high-temperature-pakking

• Behuizing en structurele isolatie: Isolerende partitieborden, isolerende ondersteuningsstrips

• Isolerende olie: Voornamelijk gebruikt in olie-stimules transformatoren, het dient een dubbel doel van koeling en isolatie

• Transformator externe isolatie: Porseleinen bussen, gebruikt bij de looduitlaat met hoge spanning, die elektrische isolatie en mechanische ondersteuning biedt

 

 

2.1 De definitie van isolatieniveau

Het isolatieniveau van een transformator verwijst naar het vermogen van het interne isolatiesysteem van de transformator om specifieke spanningsspanningen te weerstaan ​​(zoals vermogensfrequentiespanning, bliksemimpulsspanning of schakelwerkspanning) zonder elektrische afbraak. Het is een belangrijke indicator voor het meten van de weerstand van de transformator tegen elektrische stress, zoals elektrische fouten en overspanningsgebeurtenissen (zoals blikseminslagen en schakelbewerkingen) tijdens de werking. Het isolatieniveau heeft rechtstreeks invloed op de betrouwbaarheid, veiligheid en servicevenstraat van transformatoren.

 

2.2 Het kernelement van isolatieniveau

• De tolerantiecapaciteit van elektrische stress

Het belangrijkste doel van het isolatieniveau is ervoor te zorgen dat de wikkelingen, kern en andere elektrische componenten van de transformator geen afbraak, gedeeltelijke ontlading of andere vormen van elektrische fouten ervaren wanneer ze worden onderworpen aan elektrische stress.

• De eigenschappen van isolerende materialen

Het isolatieniveau is direct gerelateerd aan de kwaliteit van het isolatiemateriaal. De diëlektrische sterkte, hittebestendigheid, verouderingsweerstand, vochtweerstand en andere eigenschappen van het materiaal bepalen de elektrische spanning die de transformator kan weerstaan.

• Isolatieontwerp

Het isolatieniveau hangt ook af van het ontwerp van de transformator, inclusief de selectie van materialen, dikte, lay -outmethode, enz. Redelijk isolatieontwerp kan het isolatieniveau van transformatoren effectief verbeteren en de stabiliteit van het isolatiesysteem onder hoogspanning en hoge temperatuuromstandigheden waarborgen.

• De algemene betrouwbaarheid van het isolatiesysteem

Isolatieniveau verwijst niet alleen naar de tolerantiecapaciteit van een enkel materiaal, maar omvat ook de betrouwbaarheid van het gehele isolatiesysteem in ontwerp, productie en werking. Een isolatiesysteem van hoge kwaliteit kan zijn elektrische prestaties tijdens de langdurige werking behouden en prestatiedegradatie veroorzaakt door veroudering of omgevingsveranderingen voorkomen.

 

3.1 Zorg voor elektrische veiligheid

Isolatieniveau is een belangrijke indicator voor het meten of een transformator veilig kan werken onder verschillende elektrische spanningsomstandigheden, zoals vermogensfrequentiespanning, bliksemimpulsspanning en bedrijfsimpulsspanning. Hoge isolatieniveaus betekenen dat transformatoren deze spanningen kunnen weerstaan ​​zonder afbraak of kortsluiting, waardoor de algehele veiligheid van het stroomsysteem wordt gewaarborgd. De betrouwbaarheid van het isolatiesysteem is direct gerelateerd aan de vraag of de transformator stroomuitval, schade aan apparatuur of ernstiger vermogensongevallen zal ervaren als gevolg van elektrische fouten.

 

3.2 Verbeter de betrouwbaarheid van transformatoren

Tijdens de werking zullen transformatoren verschillende elektrische spanningen tegenkomen, zoals overspanning en onmiddellijke spanningspieken. Hoge isolatieniveaus stellen transformatoren in staat om de normale werking te behouden bij deze uitdagingen, waardoor het falen van isolatie of gedeeltelijke ontlading wordt vermeden. Dit verbetert niet alleen de betrouwbaarheid van de transformator, maar vermindert ook de onderhouds- en vervangingskosten veroorzaakt door sluiting door fouten.

 

3.3 verleng de levensduur

Tijdens de werking zullen transformatoren verschillende elektrische spanningen tegenkomen, zoals overspanning en onmiddellijke spanningspieken. Hoge isolatieniveaus stellen transformatoren in staat om de normale werking te behouden bij deze uitdagingen, waardoor het falen van isolatie of gedeeltelijke ontlading wordt vermeden. Dit verbetert niet alleen de betrouwbaarheid van de transformator, maar vermindert ook de onderhouds- en vervangingskosten veroorzaakt door sluiting door fouten.

 

3.4 Reageren op milieueffecten

Transformers moeten vaak werken onder verschillende complexe omgevingscondities, waaronder hoge luchtvochtigheid, hoge vervuiling, extreme temperaturen en andere omgevingen. Met het hoge isolatieniveau kan de transformator zich aanpassen aan deze omgevingscondities zonder een daling van de isolatieprestaties of falen. Dit is met name belangrijk voor transformatoren die actief zijn in harde omgevingen, zoals stroomuitrusting in kustgebieden, industriële zones of regio's op grote hoogte.

 

3.5 Weersta onverwachte gebeurtenissen

Plotselinge gebeurtenissen zoals blikseminslagen en schakelbewerkingen kunnen in een korte tijdsperiode extreem hoge spanningsstress op transformatoren uitoefenen. Het hoge isolatieniveau van de transformator kan ervoor zorgen dat deze onder deze omstandigheden nog steeds normaal kan werken en geen isolatie -afbraak zal veroorzaken als gevolg van onmiddellijke spanningspieken. Dit is cruciaal voor het handhaven van de stabiliteit van het vermogensraster, vooral in gebieden met extreem weer of frequente elektriciteitsnetwerkzaamheden.

 

3.6 voldoen aan normen en specificaties

De energie -industrie heeft strikte normen en wettelijke vereisten voor het isolatieniveau van transformatoren, zoals IEC (International Electrotechnical Commission) of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) normen. Hoge isolatieniveaus kunnen ervoor zorgen dat transformatoren voldoen aan deze internationale normen, waardoor hun aanpassingsvermogen en aanvaardbaarheid op de wereldmarkt worden gegarandeerd. Dit helpt niet alleen om de naleving van de producten te waarborgen, maar biedt ook een garantie voor de toepassing van transformatoren in verschillende landen en regio's.

 

3.7 Verlaag de onderhouds- en bedrijfskosten

Transformatoren met een hoog isolatieniveau hebben minder fouten tijdens de werking, wat minder onderhoudsvereisten en downtime betekent, waardoor de bedrijfskosten worden verlaagd. Bovendien vermindert het hoge isolatieniveau ook de onderhouds- en vervangingskosten veroorzaakt door veroudering of falen van isolatie.

 

3.8 Ondersteuning van de rasterstabiliteit

Transformatoren zijn belangrijke apparatuur in stroomsystemen en hun operationele stabiliteit heeft direct invloed op de algehele stabiliteit van het power grid. Een hoog isolatieniveau kan ervoor zorgen dat transformatoren veilig en stabiel gedurende een lange tijd werken in het vermogensnet, de kettingreactie veroorzaakt die wordt veroorzaakt door falen van apparatuur en dus de continuïteit en betrouwbaarheid van de stroomvoorziening garanderen.

 

3.9 Samenvatting

Het isolatieniveau van een transformator is cruciaal om de veiligheid, betrouwbaarheid, duurzaamheid van de apparatuur en de aanpassingsvermogen aan verschillende bedrijfsomgevingen te waarborgen. Door transformatoren te ontwerpen en te produceren met hoge isolatieniveaus, kunnen de algehele prestaties van het energiesysteem effectief worden verbeterd, kan de levensduur van apparatuur worden verlengd en kunnen de werkings- en onderhoudskosten worden verlaagd. Deze voordelen hebben een hoge isolatieniveaus mogelijk gemaakt om een ​​kernpositie in te nemen in het ontwerp, de productie en de werking van de apparatuur en het onderhoud van stroomsystemen.

 

4.1 Toegepaste spanningstest - Definitie

De toegepaste spanningstest van een transformator, ook bekend als de krachtfrequentie die is weerstaan, is een testspanning die wordt toegepast op elke wikkeling van de transformator die hoger is dan de normale bedrijfsspanning. Om de bestand tegen capaciteit en betrouwbaarheid van zijn isolatiesysteem te verifiëren onder extreme spanningsomstandigheden. Dit soort test wordt meestal uitgevoerd tijdens het productieproces en on-site acceptatietests, en het is een van de belangrijke middelen om de elektrische veiligheid van transformatoren in de werkelijke werking te waarborgen.

4.1.1 Toegepaste spanningstest - Doel

• Controleer de isolatiesterkte

Door een spanning toe te passen hoger dan de normale bedrijfsspanning, controleer dan of het isolatiesysteem tussen de transformatorwikkelingen, tussen de wikkelingen en de kern, en tussen de wikkelingen en de behuizing voldoende sterkte heeft om de elektrische afbraak te weerstaan

• Detecteren van fabricagefouten

Externe bijstandsspanningstests kunnen mogelijke isolatiedefecten blootstellen in het productieproces van transformator, zoals gedeeltelijke ontlading, verslechtering of schade van isolatiematerialen. Deze defecten worden eerder onder hoogspanningsomstandigheden gedetecteerd

• Zorg voor operationele veiligheid

Door middel van externe testen van spanningen wordt ervoor gezorgd dat de transformator veilig kan werken onder normale en abnormale spanningsomstandigheden tijdens zijn werkleven, waardoor schade aan apparatuur of stroomuitval veroorzaakt door elektrische fouten.

4.1.2 Toegepaste spanningstest - Methodeoverzicht

De toegepaste spanningstestmethode omvat het toepassen van een testspanning hoger dan de normale bedrijfsspanning op de transformatorwikkelingen, zoals tweemaal de spanning, en deze gedurende één minuut te onderhouden om het uithoudingsvermogen en de betrouwbaarheid van het isolatiesysteem onder extreme spanningsomstandigheden te verifiëren.

 

4.2 Bliksemimpuls bestand tegen test-bil-definitie

De bliksemimpulstest is een testmethode die het bestand capaciteit van het isolatiesysteem van vermogensapparatuur (zoals transformatoren) simuleert onder blikseminslagomstandigheden. Deze test is belangrijk om te beoordelen of een transformator isolatie kan voorkomen wanneer het wordt getroffen door bliksem, waardoor de veiligheid en betrouwbaarheid van de transformator wordt gewaarborgd.

4.2.1 Bliksemimpuls bestand tegen test-bil-doel

• Controleer de isolatiesterkte

Door hoogspanningspulsen toe te passen die blikseminrichting simuleren, wordt het getest of het transformatorisolatiesysteem intact kan blijven onder extreme omstandigheden om elektrische afbraak te voorkomen.

• Ontdek potentiële defecten

Detecteer mogelijke defecten in het isolatiesysteem, zoals bubbels, scheuren of verouderingsproblemen. Deze defecten zijn mogelijk niet zichtbaar tijdens het normale werking, maar ze kunnen een mislukking van isolatie veroorzaken onder blikseminslag.

• Zorg voor de veiligheid van de apparatuur

Zorg ervoor dat de transformator veilig kan werken in werkelijke blikseminslaggebeurtenissen om schade aan apparatuur of storingen van het stroomsysteem te voorkomen dat wordt veroorzaakt door mislukte isolatie.

4.2.2 Bliksemimpuls bestand tegen test-bil-methode Overzicht

Met behulp van een impulsspanningsgenerator wordt een pulsspanning die blikseminslagen simuleert, toegepast op de wikkelingen van de transformator. Tests worden meestal meerdere keren uitgevoerd (bijvoorbeeld 3 tot 6 positieve polariteitseffecten) en tests worden uitgevoerd bij verschillende terminals. De responsgolfvorm van de transformator wordt gevolgd door apparatuur zoals oscilloscopen om abnormale fenomenen te detecteren (zoals gedeeltelijke ontlading en isolatie -afbraak). Noteer de spanningswaarde, golfvorm en respons van elke impact.

 

4.3 NAME TATTE Display

• Bliksemimpulsniveau

Het wordt weergegeven door de symbool Li en de spanningseenheid is KV

• Toegepast spanningsniveau

Het wordt weergegeven door de symbool AC en de spanningseenheid is KV

Bijvoorbeeld:

Een 80mVA 132\/33kV Power Transformer

Hoogspanning: Li\/AC 650\/275 KV

Hoogspanning Neutraal Point: Li\/AC 325\/140KV

Laagspanning: Li\/AC 170\/70 kV

 

 

4.4 Normen

 

IEC	IEEEE	CSA
IEC 60076-3-2013 Power Transformers - Deel 3 isolatieniveaus, diëlektrische tests en externe vrijstellingen in lucht	IEEE C57.12. 00-2021	CSA C2. 1-06 (R2022)

 

 

5.1 Schakelimpuls bestand tegen spanning, SIL

• Definitie

De maximale spanning die een transformator kan weerstaan ​​onder overspanningsimpactomstandigheden veroorzaakt door schakelbewerkingen, enz. In vergelijking met de blikseminrichting is de golfvorm van operationele impuls milder, maar de duur is langer.

• Functie

Zorg ervoor dat de transformator stabiel kan werken zonder isolatie -fouten onder overspanningsomstandigheden veroorzaakt door operaties van stroomsystemen (zoals de opening en sluiting van stroomonderbrekers).

 

5.2 Gedeeltelijk ontladingsniveau, PD

• Definitie

Gedeeltelijke ontlading verwijst naar het fenomeen van gedeeltelijke diëlektrische afbraak dat plaatsvindt binnen of op het oppervlak van een isolatiesysteem onder hoogspanningsomstandigheden, meestal niet volledig de elektrodeafstand.

• Functie

Door het meten van het niveau van gedeeltelijke ontlading, kunnen potentiële defecten in isolatiesystemen, zoals bubbels, scheuren of materiaalveroudering, worden gedetecteerd om te voorkomen dat deze kleine lozingen zich ontwikkelen tot ernstige isolatiefouten.

 

5.3 Isolatieweerstand ir

• Definitie

Meet de weerstandswaarde tussen de wikkeling en de grond of tussen verschillende wikkelingen. Hoe hoger de isolatieweerstand, hoe beter het isolatiesysteem.

• Functie

De test van isolatieweerstand wordt gebruikt voor dagelijkse onderhoud en inspectie, waardoor de gezondheidstoestand en het vochtgehalte van het isolatiesysteem worden beoordeling en isolatie -verslechtering van de isolatie voorkomen.

 

5.4 Dissipatiefactor, Tan Delta

• Definitie

De diëlektrische verliesfactor (tan 8) vertegenwoordigt het elektrische verlies van isolatiematerialen, wat het energieverlies van de materialen weerspiegelt onder de werking van een elektrisch veld.

• Functie

Het wordt gebruikt om de elektrische eigenschappen en verouderende graad van isolerende materialen te evalueren. Een hogere tan A -waarde kan wijzen op veroudering of defecten in het isolatiesysteem.

 

5.5 Thermische klasse

• Definitie

De maximale temperatuur dat isolerende materialen over een lange periode kunnen weerstaan, wordt meestal aangegeven door verschillende lettercijfers (zoals A, B, F, H), overeenkomend met verschillende maximaal toegestane temperaturen.

• Functie

Het wordt gebruikt voor de selectie en het ontwerp van isolerende materialen om ervoor te zorgen dat de materialen hun isolerende prestaties niet verliezen bij de verwachte bedrijfstemperatuur.

 

5.6 TEMPERATE RIJDE TEST

• Definitie

Meet de temperatuurstijging van de wikkelingen, kern- en isolatiesysteem van de transformator wanneer deze werkt bij de nominale belasting

• Functie

Zorg ervoor dat de transformator geen versneld veroudering of falen van isolerende materialen niet ervaart als gevolg van oververhitting onder normale bedrijfsomstandigheden.

 

5.7 kruipende afstand en opruiming

• Definitie

Kruipafstand is de kortste afstand tussen twee geleidingsonderdelen langs een isolerend oppervlak en elektrische klaring is de kortste afstand waardoor lucht tussen twee geleidende onderdelen passeert.

• Functie

Zorgen voor voldoende kruipafstand en elektrische klaring kunnen oppervlakteafvoer en luchtafbraak voorkomen en de veiligheid van de transformator in vochtige of vervuilde omgevingen garanderen.

 

5.8 isolatieolie

• Definitie

Het omvat indicatoren zoals afbraakspanning, zuurwaarde en vochtgehalte, hetgeen de isolatieprestaties en stabiliteit van isolerende olie weerspiegelen.

• Functie

De kwaliteit van isolerende olie heeft een directe invloed op het totale isolatieniveau van de transformator. Regelmatige monitoring van de prestatie -indicatoren van isolatieolie kunnen elektrische fouten voorkomen.

 

Deze parameters hebben betrekking op alle aspecten van het transformatorisolatiesysteem, van materiaaleigenschappen tot algemeen ontwerp. Door uitgebreide testen en evaluatie zorgt het ervoor dat de transformator voldoende isolatieniveaus heeft onder verschillende werkomstandigheden, waardoor de veilige en betrouwbare werking ervan wordt garandeerd. Elke parameter weerspiegelt een specifiek aspect van het isolatiesysteem. Door deze indicatoren te integreren, kan het isolatieniveau van de transformator uitgebreid worden geëvalueerd, waardoor de stabiliteit en veiligheid ervan in het energiesysteem wordt gewaarborgd.