Transformatörün yalıtımı

 

1.1 Yalıtım Tanımı

Transformatör yalıtım malzemeleri, transformatörün içinde ve dışında kullanılan malzemelere başvurur. Bu malzemelerin ana işlevi, farklı voltaj seviyelerindeki sargılar, sargılar ve çekirdek arasında, sargılar ve gövde ve sargılar ve diğer iletken parçalar arasında kontrolsüz akımın kontrolsüz iletimini önlemek için elektrik bileşenlerini izole etmektir. Yalıtım malzemelerinin kullanımı, transformatörün tasarlanmış elektrik gerilimi aralığı içinde güvenli bir şekilde çalışabilmesini, elektrik bozulmasını, kısa devreleri ve diğer elektrik arızalarını önleyebilmesini sağlar.

 

1.2 Yalıtım İşlevi

• Elektriksel izolasyon

Yalıtım malzemeleri, akımın bir elektrik bileşeninden diğerine veya yere akmasını önleyen yüksek - direnç yolu sağlayarak elektrikli kısa devreleri veya arızaları önler.

• Yüksek - Basınç Direnci Performansı

Yalıtım malzemeleri, elektrik bozulması olmadan transformatörün (yıldırım grevlerinin veya anahtar işlemlerinin neden olduğu voltaj artışları gibi) çalışması sırasında yüksek voltaj ve anlık aşırı gerilime dayanabilmelidir.

• Isı direnci performansı

Transformatörler çalışma sırasında ısı üretir, bu nedenle yalıtım malzemeleri yüksek sıcaklıklarda bozulmayı veya arızayı önlemek için yeterli ısı direncine sahip olmalıdır.

• Mekanik koruma

Yalıtım malzemelerinin ayrıca, titreşim, şok veya dış stres nedeniyle sargıların veya diğer elektrik bileşenlerinin hasar görmesini önlemek için mekanik destek ve koruma sağlamalıdır.

• Uzun - terim stabilitesi

Yalıtım malzemeleri iyi anti - yaşlanma performansına sahip olmalı ve uzun - dönemlik süresi boyunca elektrik ve mekanik özelliklerini koruyabilmelidir.

 

1.3 Yalıtım türü

• sarma yalıtım malzemeleri: emaye tel, kağıt - kaplı tel, fiberglas bandı, vb.

• Ana yalıtım malzemeleri: Elektrik kağıdı, epoksi reçine, yalıtım yağı

• Ara ve destekleyici malzemeler: Preslenmiş ahşap tahtalar, epoksi cam elyaf tahtaları

• Sargılar arasındaki yalıtım: Ara katman yalıtım kağıdı, polyester film

• Son yalıtım malzemesi: Yalıtım kılıfı, son yalıtım

• Kurşun yalıtım malzemeleri: yalıtım kılıfı, yalıtım bandı

• Ek yalıtım malzemeleri: mika bandı, yüksek - sıcaklığa dayanıklı conta

• Muhafaza ve yapısal yalıtım: Yalıtım Bölme Kartları, Yalıtım Destek Şeritleri

• yalıtım yağı: Esas olarak yağda - daldırılmış transformatörlerde kullanılır, ikili bir soğutma ve yalıtım amacına hizmet eder

• Transformatör harici yalıtım: Porselen burçlar, yüksek - voltaj kurşun çıkışında kullanılan, elektrik yalıtım ve mekanik destek sağlayan

 

 

2.1 Yalıtım seviyesinin tanımı

Bir transformatörün yalıtım seviyesi, transformatörün dahili yalıtım sisteminin elektriksel parçalanmadan spesifik voltaj gerilmelerine (güç frekansı voltajı, yıldırım dürtü voltajı veya anahtar çalışma voltajı gibi) dayanma yeteneğini ifade eder. Transformatörün elektrik arızaları ve aşırı gerilim olayları (yıldırım grevleri ve anahtar işlemleri gibi) gibi elektrik stresine karşı direncini ölçmek için önemli bir göstergedir. Yalıtım seviyesi, transformatörlerin güvenilirliği, güvenlik ve hizmet ömrünü doğrudan etkiler.

 

2.2 Yalıtım seviyesinin temel elemanı

• Elektrik stresinin tolerans kapasitesi

Yalıtım seviyesinin temel amacı, transformatörün sargılarının, çekirdeğinin ve diğer elektrik bileşenlerinin elektrik stresine tabi tutulduğunda bozulma, kısmi deşarj veya diğer elektrik arızası formları yaşamamasını sağlamaktır.

• Yalıtım malzemelerinin özellikleri

Yalıtım seviyesi doğrudan yalıtım malzemesinin kalitesi ile ilişkilidir. Dielektrik mukavemet, ısı direnci, yaşlanma direnci, nem direnci ve malzemenin diğer özellikleri, transformatörün dayanabileceği elektrik stresini belirler.

• Yalıtım tasarımı

Yalıtım seviyesi ayrıca malzeme, kalınlık, düzen yöntemi vb. Seçimi dahil olmak üzere transformatörün tasarımına da bağlıdır. Makul yalıtım tasarımı, transformatörlerin yalıtım seviyesini etkili bir şekilde artırabilir ve yalıtım sisteminin yüksek voltaj ve yüksek sıcaklık koşulları altında stabilitesini sağlayabilir.

• Yalıtım sisteminin genel güvenilirliği

Yalıtım seviyesi sadece tek bir malzemenin tolerans kapasitesini ifade etmekle kalmaz, aynı zamanda tüm yalıtım sisteminin tasarım, üretim ve işletmede güvenilirliğini de içerir. Yüksek - kaliteli yalıtım sistemi, uzun - terim çalışması sırasında elektrik performansını koruyabilir ve yaşlanma veya çevresel değişikliklerden kaynaklanan performans bozulmasını önleyebilir.

 

3.1 Elektrik güvenliğini sağlayın

Yalıtım seviyesi, bir transformatörün güç frekansı voltajı, yıldırım dürtü voltajı ve çalışma dürtü voltajı gibi farklı elektrik gerilimi koşulları altında güvenli bir şekilde çalışıp çalışamayacağını ölçmek için bir anahtar göstergedir. Yüksek yalıtım seviyeleri, transformatörlerin bu streslere bozulma veya kısa devre olmadan dayanabileceği ve böylece güç sisteminin genel güvenliğini sağlayabileceği anlamına gelir. Yalıtım sisteminin güvenilirliği, transformatörün elektrik kesintileri, ekipman hasarı veya elektrik arızaları nedeniyle daha ciddi güç kazaları yaşayıp yaşamayacağı ile doğrudan ilişkilidir.

 

3.2 Transformatörlerin güvenilirliğini artırın

Operasyon sırasında, transformatörler aşırı gerilim ve anlık voltaj ani artışlar gibi çeşitli elektrik gerilimleriyle karşılaşacaktır. Yüksek yalıtım seviyeleri, transformatörlerin bu zorluklarla karşılaştıklarında, yalıtım başarısızlığından veya kısmi deşarjdan kaçınırken normal çalışmayı sürdürmesini sağlar. Bu sadece transformatörün güvenilirliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda hatalar nedeniyle kapatmanın neden olduğu bakım ve değiştirme maliyetlerini de azaltır.

 

3.3 Hizmet ömrünü uzatın

Operasyon sırasında, transformatörler aşırı gerilim ve anlık voltaj ani artışlar gibi çeşitli elektrik gerilimleriyle karşılaşacaktır. Yüksek yalıtım seviyeleri, transformatörlerin bu zorluklarla karşılaştıklarında, yalıtım başarısızlığından veya kısmi deşarjdan kaçınırken normal çalışmayı sürdürmesini sağlar. Bu sadece transformatörün güvenilirliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda hatalar nedeniyle kapatmanın neden olduğu bakım ve değiştirme maliyetlerini de azaltır.

 

3.4 Çevresel etkilere yanıt vermek

Transformatörlerin genellikle yüksek nem, yüksek kirlilik, aşırı sıcaklıklar ve diğer ortamlar dahil olmak üzere çeşitli karmaşık çevresel koşullar altında çalışması gerekir. Yüksek yalıtım seviyesi, transformatörün yalıtım performansı veya arızasında düşüş olmadan bu çevresel koşullara uyum sağlamasını sağlar. Bu, kıyı alanlarındaki güç ekipmanı, endüstriyel bölgeler veya yüksek - irtifa bölgeleri gibi zorlu ortamlarda çalışan transformatörler için özellikle önemlidir.

 

3.5 beklenmedik olaylara direniyor

Yıldırım grevleri ve anahtar işlemleri gibi ani olaylar, kısa sürede transformatörler üzerinde son derece yüksek voltaj stresi uygulayabilir. Transformatörün yüksek yalıtım seviyesi, bu koşullar altında normal olarak çalışabilmesini sağlayabilir ve anlık voltaj artışları nedeniyle yalıtım bozulmasına neden olmaz. Bu, özellikle aşırı hava durumu veya sık güç ızgarası işlemleri olan alanlarda güç şebekesinin stabilitesini korumak için çok önemlidir.

 

3.6 Standartları ve özellikleri karşılama

Güç endüstrisi, IEC (Uluslararası Elecroteknik Komisyonu) veya IEEE (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) standartları gibi transformatörlerin yalıtım seviyesi için katı standartlara ve düzenleyici gereksinimlere sahiptir. Yüksek yalıtım seviyeleri, transformatörlerin bu uluslararası standartlara uymasını sağlayarak küresel pazardaki uyarlanabilirliklerini ve kabul edilebilirliklerini garanti edebilir. Bu sadece ürünlerin uyumluluğunu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda farklı ülkelerdeki ve bölgelerdeki transformatörlerin uygulanması için bir garanti sağlar.

 

3.7 Bakım ve çalışma maliyetlerini azaltın

Yalıtım seviyesine sahip transformatörlerin çalışma sırasında daha az hatası vardır, bu da daha az bakım gereksinimleri ve kesinti süresi anlamına gelir, böylece işletme maliyetlerini azaltır. Ek olarak, yüksek yalıtım seviyesi, yalıtım yaşlanması veya başarısızlığının neden olduğu bakım ve değiştirme maliyetlerini de azaltır.

 

3.8 Destek Izgara Kararlılığı

Transformatörler güç sistemlerinde anahtar ekipmandır ve operasyonel stabiliteleri güç şebekesinin genel stabilitesini doğrudan etkiler. Yüksek yalıtım seviyesi, transformatörlerin güç şebekesinde uzun süre güvenli ve stabil bir şekilde çalışmasını sağlayabilir, ekipman arızasının neden olduğu zincir reaksiyonunu azaltabilir ve böylece güç kaynağının sürekliliğini ve güvenilirliğini garanti edebilir.

 

3.9 Özet

Bir transformatörün yalıtım seviyesi, ekipmanın güvenliğini, güvenilirliğini, dayanıklılığını ve çeşitli çalışma ortamlarına uyarlanabilirliğini sağlamak için çok önemlidir. Yüksek yalıtım seviyelerine sahip transformatörler tasarlayarak ve üreterek, güç sisteminin genel performansı etkili bir şekilde artırılabilir, ekipmanın servis ömrü uzatılabilir ve operasyon ve bakım maliyetleri azaltılabilir. Bu avantajlar, yüksek yalıtım seviyelerinin güç sistemlerinin tasarımı, ekipman üretimi ve işletilmesi ve bakımında temel bir konuma sahip olmasını sağlamıştır.

 

4.1 Uygulanan Voltaj Testi - Tanım

Bir transformatörün uygulanan voltaj testi, güç frekansına dayanma testi olarak da bilinir, transformatörün her bir sargısına normal çalışma voltajından daha yüksek olan bir test voltajıdır. Aşırı voltaj koşulları altında yalıtım sisteminin dayanıklı kapasitesini ve güvenilirliğini doğrulamak. Bu tür bir test genellikle üretim işlemi sırasında ve - saha kabul testlerinde gerçekleştirilir ve gerçek operasyonda transformatörlerin elektrik güvenliğini sağlamak için önemli araçlardan biridir.

4.1.1 Uygulanan Voltaj Testi - Amaç

• Yalıtım gücünü doğrulayın

Normal çalışma voltajından daha yüksek bir voltaj uygulayarak, transformatör sargıları arasındaki, sargılar ile çekirdek arasındaki yalıtım sisteminin ve sargıların elektrik bozulmasına direnmek için yeterli mukavemet olup olmadığını kontrol edin.

• Üretim kusurlarını tespit edin

Dışa dayanan voltaj testi, transformatör üretim sürecinde kısmi deşarj, bozulma veya yalıtım malzemelerinin hasarı gibi olası yalıtım kusurlarını ortaya çıkarabilir. Bu kusurların yüksek - voltaj koşulları altında tespit edilme olasılığı daha yüksektir.

• Operasyonel güvenliği sağlayın

Dışa dayanan voltaj testi yoluyla, transformatörün çalışma ömrü boyunca normal ve anormal voltaj koşullarında güvenli bir şekilde çalışabilmesi ve elektrikli arızaların neden olduğu ekipman hasarını veya elektrik kesintilerini önleyebilmesi sağlanır.

4.1.2 Uygulanan Voltaj Testi - Yöntem Genel Bakış

Uygulanan voltaj testi yöntemi, transformatör sargılarına normal çalışma voltajından daha yüksek bir test voltajının uygulanmasını ve aşırı voltaj koşulları altında yalıtım sisteminin dayanıklılığını ve güvenilirliğini doğrulamak için bir dakika boyunca korunmasını içerir.

 

4.2 Lightning Dürtü Dayanma Testi - Bil - Tanım

Yıldırım dürtü testi, yıldırım grev koşulları altında güç ekipmanlarının (transformatörler gibi) yalıtım sisteminin dayanma kapasitesini simüle eden bir test yöntemidir. Bu test, bir transformatörün yıldırım çarptığında yalıtım bozulmasını önleyip önlemediğini değerlendirmek ve transformatörün güvenliğini ve güvenilirliğini sağlayabilir.

4.2.1 Lightning Dürtü Dayanma Testi - Bil - Amaç

• Yalıtım gücünü doğrulayın

Yıldırım grevlerini simüle eden yüksek - voltaj darbeleri uygulayarak, transformatör yalıtım sisteminin elektrik bozulmasını önlemek için aşırı koşullar altında sağlam kalıp kalamayacağı test edilir.

• Potansiyel kusurları keşfedin

Yalıtım sistemindeki kabarcıklar, çatlaklar veya yaşlanma problemleri gibi olası kusurları tespit edin. Bu kusurlar normal çalışma sırasında görünmeyebilir, ancak yıldırım grevleri altında yalıtım başarısızlığına neden olabilirler.

• Ekipmanın güvenliğini sağlayın

Transformatörün, yalıtım arızasının neden olduğu ekipman hasarını veya güç sistemi arızalarını önlemek için gerçek yıldırım grev olaylarında güvenli bir şekilde çalışabileceğinden emin olun.

4.2.2 Lightning Dürtü Dayanma Testi - BIL - Yöntem Genel Bakış

Bir dürtü voltaj jeneratörü kullanılarak, transformatörün sargılarına yıldırım çarpmalarını simüle eden bir darbe voltajı uygulanır. Testler genellikle birkaç kez yapılır (örneğin, 3 ila 6 pozitif polarite etkisi) ve testler farklı terminallerde gerçekleştirilir. Transformatörün tepki dalga formu, anormal fenomenleri (kısmi deşarj ve yalıtım dökümü gibi) tespit etmek için osiloskoplar gibi ekipman yoluyla izlenir. Her etkinin voltaj değerini, dalga formunu ve tepkisini kaydedin.

 

4.3 isim plakası ekranı

• yıldırım dürtü seviyesi

Li sembolü ile temsil edilir ve voltaj ünitesi KV'dir

• Uygulanan voltaj seviyesi

AC sembolü ile temsil edilir ve voltaj ünitesi KV'dir

Örneğin:

80MVA 132/33KV güç transformatörü

Yüksek Voltaj: LI/AC 650/275 KV

Yüksek voltaj nötr nokta: li/ac 325/140kv

Düşük Voltaj: LI/AC 170/70 KV

 

 

4.4 Standartlar

 

IEC	IEEE	CSA
IEC 60076 - 3-2013 Güç Transformatörleri - Bölüm 3 yalıtım seviyeleri, dielektrik testler ve havadaki harici boşluklar	IEEE C57.12.00-2021	CSA C2.1-06 (R2022)

 

 

5.1 Anahtarlama Dürtü Dayanak Voltajı, SIL

• Tanım

Bir transformatörün anahtar işlemlerinin neden olduğu aşırı gerilim darbesi koşulları altında dayanabileceği maksimum voltaj, yıldırım dürtüsü ile karşılaştırıldığında, operasyonel dürtü dalga formu daha hafiftir, ancak süre daha uzundur.

• İşlev

Transformatörün, güç sistemi işlemlerinin neden olduğu aşırı gerilim koşulları altında (devre kesicilerin açılması ve kapanması gibi) aşırı gerilim koşulları altında yalıtım hataları olmadan stabil bir şekilde çalışabildiğinden emin olun.

 

5.2 kısmi deşarj seviyesi, PD

• Tanım

Kısmi deşarj, bir yalıtım sisteminin içinde veya yüzeyinde yüksek voltaj koşulları altında meydana gelen kısmi dielektrik bozulma olgusunu ifade eder, genellikle elektrot aralığını tamamen geçmez.

• İşlev

Kısmi deşarj seviyesini ölçerek, bu küçük deşarjların ciddi yalıtım hatalarına dönüşmesini önlemek için baloncuklar, çatlaklar veya malzeme yaşlanması gibi yalıtım sistemlerindeki potansiyel kusurlar tespit edilebilir.

 

5.3 Yalıtım Direnci IR

• Tanım

Sargı ve toprak arasındaki veya farklı sargılar arasındaki direnç değerini ölçün. Yalıtım direnci ne kadar yüksek olursa, yalıtım sistemi o kadar iyi olur.

• İşlev

Yalıtım direnci testi, günlük bakım ve muayene için kullanılır, yalıtım sisteminin sağlık durumunu ve nem içeriğinin değerlendirilmesine yardımcı olur ve yalıtım bozulmasını önler.

 

5.4 Dağılım Faktörü, Tan delta

• Tanım

Dielektrik kayıp faktörü (Tan δ), bir elektrik alanının etkisi altındaki malzemelerin enerji kaybını yansıtan yalıtım malzemelerinin elektrik kaybını temsil eder.

• İşlev

Yalıtım malzemelerinin elektrik özelliklerini ve yaşlanma derecesini değerlendirmek için kullanılır. Daha yüksek bir bronzluk değeri, yalıtım sistemindeki yaşlanmayı veya kusurları gösterebilir.

 

5.5 Termal Sınıf

• Tanım

Yalıtım malzemelerinin uzun bir süre boyunca dayanabileceği maksimum sıcaklık, genellikle farklı maksimum izin verilen sıcaklıklara karşılık gelen farklı harf dereceleri (A, B, F, H gibi) ile gösterilir.

• İşlev

Malzemelerin beklenen çalışma sıcaklığında yalıtım performanslarını kaybetmemesini sağlamak için yalıtım malzemelerinin seçimi ve tasarımı için kullanılır.

 

5.6 Sıcaklık Artış Testi

• Tanım

Transformatörün Sargılar, Çekirdek ve Yalıtım Sisteminin Sıcaklık Artışını Ölçümlü Yükde çalışırken ölçün

• İşlev

Transformatörün, normal çalışma koşullarında aşırı ısınma nedeniyle hızlandırılmış yaşlanma veya yalıtım malzemelerinin başarısızlığı yaşamadığından emin olun.

 

5.7 Sürünme mesafesi ve boşluk

• Tanım

Sürünme mesafesi, bir yalıtım yüzeyi boyunca iki iletken parça arasındaki en kısa mesafedir ve elektrik boşluğu, havanın iki iletken parça arasında geçtiği en kısa mesafedir.

• İşlev

Yeterli sürünme mesafesi ve elektrik temizliği sağlamak yüzey deşarjını ve hava bozulmasını önleyebilir ve nemli veya kirli ortamlarda transformatörün güvenliğini garanti edebilir.

 

5.8 yalıtım yağı

• Tanım

Yalıtım yağının yalıtım performansını ve stabilitesini yansıtan arıza voltajı, asit değeri ve nem içeriği gibi göstergeleri içerir.

• İşlev

Yalıtım yağının kalitesi, transformatörün genel yalıtım seviyesi üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Yalıtım yağının performans göstergelerinin düzenli olarak izlenmesi elektrik arızalarını önleyebilir.

 

Bu parametreler, malzeme özelliklerinden genel tasarıma kadar transformatör yalıtım sisteminin tüm yönlerini kapsar. Kapsamlı test ve değerlendirme yoluyla, transformatörün çeşitli çalışma koşulları altında yeterli yalıtım seviyelerine sahip olmasını ve böylece güvenli ve güvenilir çalışmasını garanti eder. Her parametre yalıtım sisteminin belirli bir yönünü yansıtır. Bu göstergeleri entegre ederek, transformatörün yalıtım seviyesi kapsamlı bir şekilde değerlendirilebilir, bu da güç sistemindeki stabilitesini ve güvenliğini sağlar.