Transformatoren, sowohl Trocken- als auch ölgetauchte, benötigen präzise Temperaturschutz-Einstellungen, um einen sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten. Richtige thermische Schutzsysteme für Transformatoren helfen, die sichere Betriebstemperatur und -bedingungen aufrechtzuerhalten. Dies verbessert die allgemeine Zuverlässigkeit von Transformatoren in industriellen und Versorgungsanwendungen.
Dieser Artikel skizziert die wichtigsten Aspekte des Temperaturschutzes, die Isolationsklassen, zulässige Temperaturanstiege und spezifische Einstellungen für verschiedene Transformatorarten.
Temperaturschutz-Einstellungen
Trockentransformatoren generell bei etwa 130 °C auslösen, während ölgetauchte Transformatoren bei etwa 90 °C auslösen. Es kann gesagt werden, dass dies Standard- oder Entwurfseinstellungen für den elektrischen Transformator sind. Diese Temperatureinstellungsgrenzen für die Wicklungstemperatur von Transformatoren und die Temperatureinstellungsgrenzen für Transformatoröl sind sehr wichtige Entwurfsaspekte eines Transformators.
Dies liegt daran, dass sie speziell zum Schutz von Transformatoren konzipiert sind, um die Isolation des Transformators zu schützen und Überhitzungsereignisse während des Betriebs unter Bedingungen mit höchster Auslastung zu verhindern.
Die Ambientetemperatureinstellungen für Transformatoren liegen bei maximal 40°C, minimal -25°C für Außentransformatoren und minimal -5°C für Innentransformatoren. Es ist sehr wichtig, dass ein elektrischer Transformator eine korrekte Transformator- und Transformatorenöltemperatur aufrechterhält, um eine verlängerte Lebensdauer und einen stabilen Betrieb unter variablen Betriebsbelastungen zu gewährleisten.
Transformator Isolationsklassen und Temperaturanstieg
Die Isolationsklasse eines Transformators bezieht sich auf die Wärmebeständigkeitsklasse des verwendeten Isoliermaterials. Die Isolationsklasse des Transformators ist kein Maß für die Isolationsstärke, sondern ein Standard für den zulässigen Temperaturanstieg. Die Isolationsklassen und ihre entsprechenden Temperaturstandards sind:
Klasse A:
Maximal zulässige Temperatur 105°C, Temperaturanstiegsgrenze der Wicklung 60°C, Leistungsreferenztemperatur 80°C
Klasse E:
Maximal zulässige Temperatur 120°C, Temperaturanstiegsgrenze der Wicklung 75°C, Leistungsreferenztemperatur 95°C
Klasse B:
Maximal zulässige Temperatur 130°C, Temperaturanstiegsgrenze der Wicklung 80°C, Leistungsreferenztemperatur 100°C
Klasse F:
Maximal zulässige Temperatur 155°C, Temperaturanstiegsgrenze der Wicklung 100°C, Leistungsreferenztemperatur 120°C
Klasse H:
Maximal zulässige Temperatur 180°C, Temperaturanstiegsgrenze der Wicklung 125°C, Leistungsreferenztemperatur 145°C
Der Unterschied zwischen der Temperatur des Transformators und der Umgebungstemperatur wird als Temperaturanstieg des Transformators bezeichnet. Der “nominelle Temperaturanstieg” auf einem Typenschild des Transformators gibt den Temperaturanstieg aufgrund der während des Betriebs erzeugten Wärme im Vergleich zu einer “Standardumgebung” an.”
Die Temperaturbereich der Transformatorwicklungen und der Temperaturbereich von Transformatorenöl und Wicklungen muss innerhalb der zulässigen Grenzen der ausgewählten Isolationsklasse des Transformators bleiben, um eine beschleunigte Alterung der Isoliermaterialien zu verhindern.
Standardumgebungstemperatur
In China wird die Umgebungstemperatur auf 40°C festgelegt. Dies stellt einen einheitlichen Referenzstandard für die Verwendung von Transformatoren an verschiedenen Standorten und in verschiedenen Jahreszeiten dar. Die standardisierten Betriebsbedingungen helfen auch dabei, die akzeptable oder zulässige Betriebstemperatur des Transformators während der Spitzen- und Dauerbetriebszeiten zu definieren.
Temperatureinstellungen für Trockentransformatoren
Die Start-Stopp- und Übertemperaturalarmeinstellungen eines Thermostats für Trocken-Transformatoren sollten entsprechend dem Isolationsniveau des Transformators festgelegt werden. Das Prinzip besteht darin, sicherzustellen, dass die Temperatur die maximal zulässige Temperatur nicht überschreitet. Ein ordnungsgemäß gestalteter und integrierter Temperaturalarm und Ausschaltung der Transformatorenwicklung sind entscheidend für den thermischen Schutz von Trockenlasttransformatoren.
Zum Beispiel für die Klassen F und H:
Klasse F:
- Lüfterstart: 95°C
- Lüfterstopp: 75°C
- Übertemperaturalarm: 110°C
- Übertemperaturabschaltung: 130°C
Die oben genannten Wicklungstemperaturalarm- und Abschaltwerte für Transformatoren werden häufig in Trockentransformatoren verwendet, die unter mittel- und hochbelasteten Bedingungen arbeiten.
Klasse H:
- Lüfterstart: 105°C
- Lüfterstopp: 85°C
- Übertemperaturalarm: 130°C
- Übertemperaturabschaltung: 150°C
Diese Einstellwerte für die Wicklungstemperaturabschaltung von Transformatoren können basierend auf den tatsächlichen Bedingungen, der Transformatorenbelastung und den Lüftungsanforderungen angepasst werden.
Einstellungsmöglichkeiten für niedrige Temperaturen bei ölgetauchten Transformatoren
Ölgetauchte Transformatoren verwenden oft Isolation der Klasse A, mit einer maximal temperaturbeständigen Temperatur von 105°C. Die Wicklungstemperatur während des Betriebs liegt typischerweise 10-15°C über der Durchschnittstemperatur des oberen Öls. Wenn die Temperatur des oberen Öls 85-95°C erreicht, beträgt die Wicklungstemperatur ungefähr 105°C.
Ein längerer Betrieb bei dieser extremen Temperatur kann zu einer Alterung der Isolierung und einer beschleunigten Verschlechterung des Isolieröls führen, wodurch die Lebensdauer des Transformators verringert wird. Die Aufrechterhaltung des richtigen Temperaturbereichs des Transformatorenöls ist daher entscheidend für die Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz des Transformators.
Empfohlene Einstellungen für ölgetauchte Transformatoren
- Lüfterstart: 65°C
- Ventilator stop: 55°C
- Übertemperaturalarm: 80°C
- Übertemperaturabschaltung: 90°C
Die oben genannten Alarm- und Abschaltwerte für die Transformatorenöltemperatur sind speziell für den Temperaturschutz von ölgetauchten Transformatoren ausgelegt und werden auch in der Industrie häufig eingesetzt. Die richtigen Abschaltwerte für die Transformatorenöltemperatur verhindern eine Überhitzung des Transformators, die zu Isolationsschäden und vorzeitiger Ölderivation führen kann.
Transformatorölklassen
Die Klasse des Transformatorenöls wird durch seinen Gefrierpunkt bestimmt:
- Nr. 10: Gefrierpunkt nicht höher als 10°C
- Nr. 25: Gefrierpunkt nicht höher als -25°C
- Nr. 45: Gefrierpunkt nicht höher als -45°C
Die Auswahl der richtigen Klasse des Transformatorenöls entsprechend Ihrer Anwendung und der Leistung des Transformators hilft, eine stabile Öltemperatur im Transformator, insbesondere bei extremen Umgebungsbedingungen, aufrechtzuerhalten.
Verwendung von FR3-Flüssigkeit in kalten Klimazonen
Für Regionen mit sehr kaltem Klima werden pflanzliche, ölbasierte Isolierflüssigkeiten wie FR3 empfohlen. FR3-Flüssigkeit kann ihre dielektrischen Eigenschaften bei Temperaturen von bis zu -50°C (-58°F) aufrechterhalten, was sie für raue Umgebungen geeignet macht, in denen traditionelle Transformatorenöle möglicherweise nicht effektiv funktionieren.
Durch die Einhaltung dieser Temperatur-Schutzwerte und Wartungspraktiken kann die Betriebssicherheit und Lebensdauer von Transformatoren erheblich verbessert werden. Eine ordnungsgemäße Kontrolle der Transformatoren-, Wicklungstemperaturbereiche und der Transformatorenöltemperatur ist entscheidend für eine langfristige Effizienz und Zuverlässigkeit der Betriebsabläufe des Transformators.
Fazit
Ein speziell gestaltetes Transformatorenschutzsystem für das elektrische Transformatorendesign Ihrer spezifischen Anwendung ist entscheidend, um eine sichere Betriebstemperatur des Transformators aufrechtzuerhalten und jegliche Art von Isolationsschäden zu vermeiden. Dies kann auch helfen, die Lebensdauer der Geräte zu verlängern. Durch die Anwendung der richtigen Alarm- und Abschaltwerte für die Wicklungstemperatur des Transformators können Sie die Zuverlässigkeit, Effizienz und thermische Leistung Ihres elektrischen Transformators unter extremen Umgebungsbedingungen und während Spitzenlastszenarien verbessern.
Für weitere Informationen oder spezifische Anfragen wenden Sie sich bitte kontaktieren Sie Daelim Transformer.
Häufig gestellte Fragen
Warum benötigt ein Transformator Temperaturschutzsysteme?
Elektrotransformatoren erzeugen bei Betrieb eine erhebliche Menge Abwärme, und wenn diese Wärme den Grenzwert überschreitet, kann der gesamte Transformator ausfallen. Um dies zu verhindern, benötigen sie ein Temperaturschutzsystem.
Welche Rolle spielt die Kühlung bei der Aufrechterhaltung der Stabilität von Transformatoren?
Das Kühlsystem arbeitet mit einem Temperaturschutzsystem, um Abwärme zu entfernen und sicherzustellen, dass diese nicht den Punkt erreicht, an dem sie den Betrieb des Transformators stören kann, was die Stabilität seiner Funktionen erhöht.
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