Nu we de piek van de zomerdagen naderen, verspreiden de hoge temperaturen zich over veel regio's. Als je naar buiten stapt, voelt het alsof je in een hittegolf stapt en het duurt niet lang voordat het plakkerige gevoel zich aandient. De aanhoudende hoge temperaturen in de zomer zetten de levering en veiligheid van het elektriciteitsnet flink onder druk. Aangezien transformatoren belangrijke apparaten zijn voor het regelen van spanning en het overbrengen van vermogen, rijst de vraag: raken ze oververhit en ontploffen ze bij langdurig warm weer?
De gevaren van oververhitting van transformatoren
Oververhitting is een veelvoorkomend fenomeen bij transformatorwerking, wat mogelijk kan leiden tot verschillende problemen zoals isolatieveroudering, doorbranden van wikkelingen en oliedegradatie in olie-ondergedompelde transformatoren. Deze problemen kunnen leiden tot ernstige storingen of zelfs de vernietiging van de transformator.
Bij warm weer zijn de spoelen van een transformator gevoeliger voor oververhitting, wat de efficiëntie ervan kan verminderen. Als de warmte niet op tijd wordt afgevoerd, kunnen de spoelen doorbranden, wat mogelijk brand veroorzaakt. Dit heeft niet alleen invloed op de normale werking van de transformator, maar vormt ook een veiligheidsrisico voor de omgeving en apparatuur.
Hoge temperaturen verslechteren ook de prestaties van de isolatiematerialen van de transformator, wat de elektrische prestaties beïnvloedt. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de isolatieweerstand af, wat leidt tot verhoogde lekstromen, wat kan resulteren in kortsluitingen. Bovendien wordt de levensduur van isolatiematerialen verkort, wat het risico op transformatorstoringen vergroot.
Hoe transformatoren te koelen
Net zoals mensen in de verzengende zomer ventilatoren en airconditioning nodig hebben, hebben transformatoren ook koeling nodig. Dus, hoe kunnen we transformatoren effectief koelen?
Transformatoren zijn ontworpen met koelsystemen om warmte te beheren. Het koelsysteem bestaat uit twee delen: een intern koelsysteem om ervoor te zorgen dat de warmte van de kern en wikkelingen wordt overgedragen aan het omringende medium, en een extern koelsysteem om deze warmte van het medium af te voeren naar de buitenkant van de transformator. Het externe koelsysteem omvat doorgaans radiatoren, ventilatoren en waterpompen.
Afhankelijk van het koelmedium en de methode kunnen transformatorkoelsystemen worden ingedeeld in verschillende typen. Veelvoorkomende koelmethoden zijn:
Natuurlijke koeling: Maakt gebruik van luchtconvectie en straling om warmte af te voeren naar de omgeving. Deze methode is eenvoudig en economisch, maar wordt sterk beïnvloed door de omgevingstemperatuur en vochtigheid, waardoor het geschikt is voor transformatoren met een kleine capaciteit en lage belasting. De effectiviteit is echter minimaal bij warm weer.
Olie-ondergedompelde koeling: Gebruikt isolerende olie in de tank van de transformator als warmteoverdrachtsmedium. De olie circuleert en brengt warmte over naar de buitenkant van de tank, waar radiatoren de warmte afgeven aan de lucht. Deze methode is effectief voor transformatoren met een grote capaciteit en hoge belasting, maar vereist regelmatige vervanging en onderhoud van de olie, waarbij de olietemperatuur ook stijgt bij hoge temperaturen, wat mogelijk de koelefficiëntie vermindert.
Geforceerde luchtkoeling (ventilatorkoeling): Gebruikt ventilatoren om lucht over radiatoren te blazen die buiten de olietank van de transformator zijn gemonteerd. Deze methode is geschikt voor kleinere transformatoren en wordt beïnvloed door omgevingsomstandigheden, maar de onderhoudskosten zijn laag.
Waterkoeling: Gebruikt watergekoelde radiatoren buiten de transformatorolietank. Warmte wordt overgedragen aan het water door contact met de radiatoren. Deze methode is zeer effectief voor grote transformatoren, maar verbruikt waterbronnen en vereist een hoge waterkwaliteit.
De koelmethoden van transformatoren worden meestal aangeduid met een combinatie van vier codes, die de gebruikte koeltechnieken weerspiegelen. Bij dagelijkse werkzaamheden moet het personeel van het elektriciteitsnet de transformatorcondities regelmatig inspecteren, de bovenste olietemperatuur controleren en ervoor zorgen dat deze over het algemeen niet hoger is dan 85 graden om versnelde isolatiedegradatie te voorkomen. Regelmatige controle van belasting en stroom is essentieel, omdat transformatoren die in de zomer langdurig onder overbelasting werken, gevoeliger zijn voor oververhitting. Bij ongebalanceerde driefasenbelastingen moeten er tijdig aanpassingen worden gedaan om een gebalanceerde stroomvoorziening te behouden.
Als het ingebouwde koelsysteem van een transformator bij hoge temperaturen niet het gewenste koeleffect kan bereiken, moeten de medewerkers van het elektriciteitsnet mogelijk hulpmiddelen inzetten, zoals verdampingskoeling of convectieve warmtewisseling.
Bovendien kan de efficiëntie worden verbeterd door het koelsysteem te optimaliseren en nieuwe koelmethoden toe te passen.
Samenvattend kunnen we stellen dat door gebruik te maken van het eigen koelsysteem van de transformator, het versterken van de bewaking en het onderhoud en het toepassen van innovatieve koelmethoden, de veilige werking van transformatoren bij warm weer effectief kan worden gegarandeerd.
