Cuando se trata del sistema eléctrico, mientras pensamos en los enormes beneficios de producción y la comodidad de vida que aporta, también prestamos gran atención a su potencia y seguridad; después de todo, se le conoce como el "tigre eléctrico". En el uso diario de los transformadores de potencia, el "aislamiento" está relacionado con su seguridad y también es el núcleo para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo-de los transformadores. Ya sea el transformador de potencia de 500 kva de uso común o el más selladoTransformador lleno de aceite herméticamente sellado., su rendimiento de aislamiento determina directamente la vida útil y la seguridad operativa del equipo.
I. Concepto básico de aislamiento
El aislamiento, un término de física, se refiere a la medida de seguridad que consiste en utilizar sustancias no-conductoras para aislar o envolver cuerpos cargados para protegerlos contra descargas eléctricas. El aislamiento de los transformadores de potencia tiene como objetivo evitar fugas y averías de corriente, garantizando la seguridad eléctrica y la confiabilidad de los transformadores. Implica el aislamiento entre devanados de transformadores, núcleos de hierro y otros componentes y tierra, entre devanados de diferentes fases y entre diferentes niveles de voltaje. Para el transformador de potencia de 500 kva, un diseño de aislamiento acústico es la base para su adaptación a diversos escenarios de demanda de energía como la industria y el comercio. El transformador lleno de aceite herméticamente sellado, con su ventaja de estructura sellada, puede proteger mejor los materiales de aislamiento interno de la erosión ambiental externa, mejorando aún más la estabilidad del aislamiento.
II. Tipos de aislamiento
El aislamiento de los transformadores de potencia se divide en aislamiento completo y aislamiento graduado. Aislamiento total significa que todo el devanado está aislado al mismo nivel, lo cual es adecuado para transformadores pequeños y aplicaciones de baja-capacidad. El llamado-aislamiento graduado (también conocido como semi-aislamiento) significa que el aislamiento principal del devanado del transformador cerca del área del punto neutro es menor que el del lado de entrada. Los transformadores utilizados en niveles de voltaje de 35 KV e inferiores adoptan una estructura de aislamiento completo. Los transformadores con aislamiento graduado se utilizan principalmente en grandes sistemas de puesta a tierra de redes eléctricas con niveles de voltaje de 110 kv y superiores.
En comparación con el aislamiento completo, el aislamiento graduado puede reducir el tamaño del aislamiento interno, reduciendo así el tamaño de todo el transformador, reduciendo el costo y siendo más económico. Sin embargo, también tiene ciertos inconvenientes, como ser menos seguro que el aislamiento total. Ya sea la configuración de aislamiento convencional del transformador de potencia de 500 kva o el diseño de aislamiento especial del transformador lleno de aceite herméticamente sellado, el esquema de aislamiento completo o aislamiento graduado se seleccionará razonablemente de acuerdo con el nivel de voltaje y el escenario de uso del equipo, equilibrando seguridad y economía.
III. Estructura de aislamiento
Desde las perspectivas interna y externa, el aislamiento de los transformadores se puede dividir en aislamiento externo y aislamiento interno, lo que se aplica a todo tipo de transformadores de potencia, incluidos los transformadores de potencia de 500 kva y los transformadores llenos de aceite herméticamente sellados.
El aislamiento interno se refiere al aislamiento entre diferentes componentes electrónicos dentro del tanque de aceite del transformador, incluyendo principalmente el aislamiento del devanado, el aislamiento del cable conductor y del cambiador de tomas, etc. Estas piezas de aislamiento básicamente no se ven afectadas por condiciones externas como la atmósfera, la contaminación, la humedad y los objetos extraños. El aislamiento interno se divide a su vez en aislamiento principal y aislamiento longitudinal. El aislamiento principal se refiere al aislamiento entre devanados y tierra, entre fases y entre devanados de la misma fase pero con diferentes niveles de voltaje. Esta es la parte más crítica del aislamiento interno del transformador, que afecta directamente la confiabilidad operativa y el costo del producto del transformador. Para el transformador lleno de aceite sellado herméticamente, su estructura sellada puede proteger eficazmente el aislamiento interno contra la humedad y las impurezas. El diseño de aislamiento interno del transformador de potencia de 500 kva se enfoca más en adaptarse a sus necesidades de operación de capacidad media y baja para garantizar que la resistencia del aislamiento cumpla con el estándar.
El aislamiento externo se refiere a los casquillos aislantes y al aislamiento de aire fuera del tanque de aceite del transformador, incluido el aislamiento externo de los propios casquillos aislantes y el aislamiento de la distancia del espacio de aire entre los casquillos aislantes y entre los tubos aislantes y el suelo. La estabilidad del aislamiento externo se ve muy afectada por el medio ambiente, pero tiene una cierta capacidad de recuperación natural.
IV. Métodos y materiales de aislamiento.
El aislamiento de los transformadores de potencia suele adoptar-aislamiento sumergido en aceite, aislamiento seco, aislamiento de gas y otros métodos. El aislamiento-inmerso en aceite se utiliza principalmente en transformadores-inmersos en aceite, lo que puede garantizar el funcionamiento normal de los transformadores en condiciones de alto-voltaje y tiene un buen rendimiento a prueba de humedad-, enfriamiento, impacto y extinción de arco-. Este es también el método de aislamiento del núcleo del transformador lleno de aceite herméticamente sellado. Su estructura sellada puede evitar que el aceite aislante se oxide y se deteriore, extendiendo la vida útil del aislamiento. El aislamiento seco y el aislamiento de gas se utilizan principalmente en transformadores de tipo seco-. El aislamiento seco tiene las ventajas de que no se humedece fácilmente, no se incendia fácilmente y es fácil de mantener, pero no es adecuado para entornos de alto-voltaje. El aislamiento de gas tiene una constante dieléctrica baja y un buen rendimiento de extinción del arco-, pero el costo es alto y no es fácil descargar el gas a tiempo.
En cuanto a los materiales aislantes, existen materiales sólidos y materiales líquidos. Los materiales sólidos como papel aislante, papel aislante corrugado, papel Denison, papel Nomex, etc., tienen buena estabilidad térmica y resistencia a la humedad, y se utilizan ampliamente en la protección del aislamiento interno de diversos equipos, como transformadores de potencia de 500 kva y transformadores llenos de aceite herméticamente sellados. Los materiales líquidos, como el aceite aislante, necesitan pruebas y mantenimiento de calidad periódicos. Especialmente para los transformadores llenos de aceite sellados herméticamente, la pureza de su aceite aislante afecta directamente el efecto de aislamiento, por lo que se requieren pruebas periódicas de la calidad del aceite.
Los materiales aislantes también se pueden dividir según los grados de resistencia al calor. Los grados comunes son A, E, B, F y H, cada uno de los cuales tiene un límite de temperatura de funcionamiento permitido correspondiente. La temperatura máxima permitida para el aislamiento Clase A es de 105 grados. La temperatura máxima permitida para el aislamiento Clase E es de 120 grados. La temperatura máxima permitida para el aislamiento Clase B es de 130 grados. La temperatura máxima permitida para el aislamiento Clase F es de 155 grados. La temperatura máxima permitida para el aislamiento Clase H es de 180 grados. Los diferentes tipos de transformadores elegirán el grado de material de aislamiento adecuado según los requisitos de temperatura de funcionamiento. Por ejemplo,transformador de potencia de 500 kvautiliza principalmente materiales aislantes de Clase F o H para cumplir con los requisitos de resistencia al calor de un funcionamiento estable a largo plazo-.
V. Fallos de aislamiento y contramedidas
1.Envejecimiento del aislamiento
El envejecimiento del aislamiento del transformador es un proceso complejo y gradual, que se refiere a que los materiales de aislamiento interno del transformador pierden gradualmente su resistencia mecánica original y su resistencia de aislamiento eléctrico bajo la influencia de diversos factores durante el funcionamiento a largo plazo-. Las principales causas del envejecimiento del aislamiento del transformador son las siguientes: aislamiento inadecuado de humedad y calor, corrosión química, funcionamiento por sobrecarga a largo plazo, fallas en las juntas del transformador, envejecimiento eléctrico, envejecimiento por presión, etc.
Para hacer frente al envejecimiento del aislamiento del transformador, se deben realizar pruebas periódicas de resistencia de aislamiento, pruebas del factor de pérdida dieléctrica, limpieza y mantenimiento seco, inspecciones periódicas de cambio de aceite, mantenimiento del sistema de refrigeración, etc. Para el transformador de potencia de 500 kva, las pruebas periódicas de aislamiento pueden encontrar oportunamente peligros ocultos del envejecimiento, evitando fallas en el equipo causadas por fallas de aislamiento. Debido a sus características de sellado, el transformador lleno de aceite sellado herméticamente tiene una velocidad de envejecimiento relativamente lenta, pero aún así es necesario verificar periódicamente la calidad del aceite aislante y el rendimiento del sellado para garantizar el funcionamiento normal del sistema de aislamiento.
2.Aislamiento de humedad
Es probable que la humedad en el aislamiento de los transformadores de potencia cause cortocircuitos entre capas o entre espiras de los transformadores, causando daños al sistema de energía. Las principales causas de la humedad del aislamiento en los transformadores de potencia son las siguientes: (1) Humedad del aislamiento causada por un sellado deficiente del transformador (2) Humedad del aislamiento causada por problemas de calidad del transformador (3) Humedad del aislamiento durante el transporte del transformador (4) Humedad del aislamiento causada por la instalación y el mantenimiento del transformador (5) Humedad del aislamiento debido al -mal estado y envejecimiento a largo plazo de los transformadores de potencia.
Por lo tanto, en vista del posible problema de humedad del aislamiento del transformador, los materiales de aislamiento del transformador deben inspeccionarse periódicamente y reemplazarse a tiempo si se encuentra humedad. Al mismo tiempo, evite la contaminación del agua y el aceite durante el transporte y el mantenimiento, y preste atención al método de operación durante el uso para evitar la humedad del aislamiento causada por una operación incorrecta. Entre ellos, el diseño sellado del transformador lleno de aceite herméticamente sellado puede reducir efectivamente el riesgo de humedad. Para el transformador de potencia de 500 kva, se debe prestar especial atención a la protección del aislamiento durante el transporte y la instalación para evitar la humedad.
Acerca de JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD
TECNOLOGÍA CO., LTD DE JINSHANMENes un fabricante profesional de equipos de transmisión y distribución de energía, dedicado a proporcionar productos de transformadores confiables y de alta-calidad y soluciones relacionadas para clientes globales. La empresa produce principalmente transformadores de potencia sumergidos en aceite-, transformadores de potencia de tipo seco-, transformadores de potencia en espiral-tridimensionales-inmersos en aceite, transformadores de potencia en espiral-tipo seco-dimensionales, transformadores de potencia en espiral-seco-a prueba de explosión para minería, subestaciones móviles-a prueba de explosión para minería, transformadores de potencia de aleación amorfa, en-transformadores de potencia que regulan la capacidad de carga, transformadores de locomotora-tipo seco, así como subestaciones prefabricadas, subestaciones modulares, subestaciones tipo caja-de energía eólica, aparamenta de alta y baja tensión y otros equipos de transmisión y distribución. Tenemos una amplia experiencia en la producción e investigación y desarrollo de transformadores de potencia de 500 kva y transformadores llenos de aceite herméticamente sellados, enfocándonos en optimizar el rendimiento del aislamiento para garantizar el funcionamiento seguro y estable de los equipos en diversos escenarios de aplicación.