Сухие трансформаторы предназначены для работы при повышенной температуре (от 150°C), по сравнению с масляными. Несмотря на увеличенное теплоотведение при помощи масла, количество тепла и температура для работы на 100°C ниже, по сравнению с ускоренным масляным пробоем. Преимуществами являются отсутствие жидкостей, пожарная безопасность (ПБ) и эффективный отвод тепла сердечника через поверхность.
Электрические трансформаторы, как и все подобные приборы, нагреваются при работе. Зачастую устройство выходит из строя. При эксплуатации обязательно учитывается предельно допустимая рабочая температура обмоток сухого трансформатора. КПД трансформатора и других электрических приборов — менее 100%. Для небольших устройств мощностью 10 Вт составляет от 80%. Для силовых трансформаторов показатель начинается от 99,5%. Тепловые потери имеют место в обмотках и магнитопроводе.
Допустимый нагрев трансформаторов
Поскольку сухой электрический трансформатор обладает не 100% КПД, в ходе работы ток, протекающий по намоткам, нагревает их. Помимо этого, магнитопровод начинает нагреваться с вихревыми токами и тратит энергию на перемагничивание.
Допустимая температура сухих трансформаторов в нормальном режиме взаимосвязана с изоляцией обмотки:
- покрытием провода электротехническим лаком — 70°С;
- обмоткой проводника х/б ниткой — 105°С;
- использованием стекловолокна вместо нити х/б — 180°С;
- нагревом трансформаторов с масляным охлаждением до 80°С.
Согласно ГОСТ 15150, по климатическому исполнению, температурные показатели воздуха для охлаждения сухих трансформаторов составляют 1–4. Для сухих негерметичных трансформаторов показатель равняется 3–4. В среднем, температура воздуха за сутки не превышает 30°С. Согласно ГОСТ 30830, п. 3.12, температура воздуха в среднем за 1 год не превышает 20°С.
Выбор способов для снижения температуры электрических трансформаторов напрямую связан с мощностью и уровнем напряжения в устройстве. Работа в условиях предельно допустимой температуры приводит к тому, что изоляция изнашивается, а масло быстро «стареет», и этого не следует допускать.
Контроль температуры сухих трансформаторов
Система трансформаторного мониторинга с определением показателей предназначена для непрерывного контроля параметров в оперативном режиме, управления охлаждающей системой и контроля работы. Измерение температуры обмотки трансформатора позволяет выявить дефекты или опасные рабочие режимы до момента повреждения против аварийных ситуаций и изменения стратегии работ по профилактике, которые проводятся периодически.
Приборы, при помощи которых измеряется допустимая температура нагрева обмоток трансформатора, должны обеспечивать:
- соответствие конструкции требованиям условий эксплуатационных условий с механической и климатической точки зрения;
- повышенную точность и достоверность измерений с приведением к точным показателям и надёжность в работе;
- лёгкость в процессе установки прибора на трансформатор и простое обслуживание при работе;
- снижение эксплуатационных затрат при помощи мониторинга тепловых режимов и внешнего осмотра прибора сотрудниками.
Сопротивление изоляции трансформаторов сухой разновидности при температуре обмоток 20–30°С с номинальным напряжением до 1 кВ составляет более 100 МОм.
Не менее важно, чтобы приборы, позволяющие измерять необходимые показатели, показывали повышенную устойчивость к помехам, были правильно запрограммированы и имели надёжную сигнализацию.
