Zulässige Temperatur
Während des Betriebs von Transformatoren erzeugen Kupfer- und Eisenverluste in den Wicklungen und Kernen Wärme, die die Temperatur dieser Komponenten erhöht. Übermäßige Temperaturen können zu Alterung der Isolierung und Verlust der mechanischen Elastizität führen. Die Temperatur variiert in verschiedenen Teilen des Transformators, wobei die Wicklungstemperatur am höchsten ist, gefolgt vom Kern und dem Isolieröl. Die obere Öltemperatur ist höher als die untere Öltemperatur. Für Transformatoren mit Isolierung der Klasse A sollte die Wicklungstemperatur 105 °C nicht überschreiten, wenn die Umgebungstemperatur 40 °C beträgt. Folglich sollte die maximale Öltemperatur 95 °C nicht überschreiten, um eine Verschlechterung der Ölqualität zu verhindern. Im Allgemeinen sollte die obere Öltemperatur unter 85 °C bleiben, um eine übermäßige Oxidation des Isolieröls zu vermeiden. Für Transformatoren mit erzwungener Ölzirkulation, Wasserkühlung, und Luftkühlung sollte die maximale Öltemperatur 75 °C nicht überschreiten.
Zulässige Temperaturerhöhung Die Überwachung nur der oberen Öltemperatur reicht nicht aus, um einen sicheren Betrieb des Transformators zu gewährleisten. Es ist auch wichtig, die Temperaturerhöhung zu überwachen, die den Unterschied zwischen der Temperatur des Transformators und der Umgebungstemperatur darstellt. Für Transformatoren mit Isolierung der Klasse A gibt der nationale Standard eine Wicklungstemperaturerhöhung von 65 °C und eine maximale Öltemperaturerhöhung von 55 °C an, wenn die Umgebungstemperatur 40 °C beträgt. Solange die Temperaturerhöhung innerhalb dieser Grenzen bleibt, kann der Transformator sicher innerhalb seiner spezifizierten Lebensdauer unter Nennlast betrieben werden.
Angemessene Kapazität
Im Normalbetrieb sollte die Leistungsbelastung des Transformators zwischen 75-90% seiner Nennkapazität liegen.
Spannungsregelung
Der maximale unbalancierte Strom an der Niederspannungsseite des Transformators sollte 25% des Nennwerts nicht überschreiten. Der zulässige Schwankungsbereich der Versorgungsspannung beträgt ±5% der Nennspannung. Wenn die Spannung von diesem Bereich abweicht, sollte sie mittels eines Abgriffwechslers angepasst werden, um sie innerhalb des festgelegten Bereichs zu bringen (die Anpassung sollte bei abgeschaltetem Strom erfolgen). Spannungsanpassungen werden normalerweise durch Änderung der Position des Abgriffs der Primärwicklung vorgenommen. Der Abgriffwechsler passt das Übersetzungsverhältnis an, indem er die Anzahl der Windungen in der Hochspannungswicklung ändert. Niederspannung beeinflusst den Transformator nicht, reduziert jedoch die Ausgangsleistung und hat Auswirkungen auf elektrische Geräte. Hochspannung erhöht den magnetischen Fluss, sättigt den Kern, erhöht die Kernverluste und hebt die Temperatur des Transformators an.
Überlastmanagement
Überlastbedingungen werden als normal und zufällig kategorisiert. Normale Überlastungen, verursacht durch gestiegenen Stromverbrauch, erhöhen die Temperatur des Transformators, beschleunigen die Alterung der Isolierung und verringern die Lebensdauer, weshalb sie im Allgemeinen nicht zulässig sind. Transformatoren können jedoch unter besonderen Umständen kurzfristige Überlastungen vorübergehend bewältigen, die 30% der Nennlast im Winter und 15% im Sommer nicht überschreiten, gemäß der Temperaturerhöhung des Transformators und den Richtlinien des Herstellers. Zufällige Überlastungen treten während von Fehlern im Stromnetz oder Umspannwerk auf, um eine kontinuierliche Stromversorgung für kritische Geräte zu gewährleisten. Obwohl dieser Zustand die Wicklungstemperatur über die zulässigen Grenzen anhebt und die Alterung der Isolierung beschleunigt, ist die Wahrscheinlichkeit gering. Die Dauer und Vielfache zufälliger Überlastungen sollten den Vorschriften des Herstellers entsprechen.
Diese Wartungspunkte gewährleisten den sicheren, zuverlässigen und effizienten Betrieb von Transformatoren, minimieren das Risiko von Störungen und verlängern ihre Lebensdauer.
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