Transformatori su veoma česti u našem svakodnevnom životu. Naizmjenična struja koju koristimo se smanjuje preko transformatora. Transformator se sastoji od gvozdenog jezgra (ili magnetnog jezgra) i zavojnica. Zavojnice imaju dva ili više namotaja, među kojima se namotaj spojen na napajanje naziva primarnim, a preostali namotaji sekundarnim. Može transformirati naizmjenični napon, struju i impedanciju. Dakle, znate li kako održavati transformator? Uopšteno govoreći, porast temperature, temperatura, kapacitet i parametri transformatora treba da se održavaju u razumnom opsegu. Pogledajmo zajedno detaljno znanje.
Ključne tačke za održavanje transformatora
1. Dozvoljena temperatura
Kada transformator radi, gubici bakra i željeza nastaju u njegovim zavojnicama i jezgri. Ovi gubici se pretvaraju u toplotnu energiju, uzrokujući porast temperature jezgre transformatora i zavojnica. Ako temperatura duže vrijeme prelazi dozvoljenu vrijednost, izolacija će postupno izgubiti svoju mehaničku elastičnost i stariti.
Kada je transformator u radu, temperature različitih dijelova nisu iste. Temperatura zavojnice je najviša, a zatim jezgra. Temperatura izolacionog ulja je niža od temperature zavojnice i jezgre. Temperatura ulja na vrhu transformatora je viša od one na dnu. Dozvoljena temperatura tokom rada transformatora provjerava se na osnovu temperature gornjeg sloja ulja. Za transformatore sa izolacijom klase A tokom normalnog rada, kada temperatura okolnog vazduha dostigne maksimalno 40 stepeni C, krajnja radna temperatura namotaja transformatora je 1050 stepeni C. Kako je temperatura namotaja 100 stepeni C viša od temperature ulja, da bi se sprečilo pogoršanje kvaliteta ulja, propisano je da temperatura gornjeg sloja transformatora ne sme da pređe 9 stepena u normalnim okolnostima. Za izolaciju ulja od prebrze oksidacije, temperatura ulja u gornjem sloju ne bi trebala prelaziti 850 stepeni C. Za transformatore koji koriste hlađenje vodom i hlađenjem prinudnom cirkulacijom ulja, gornja temperatura ulja ne bi trebala često prelaziti 750 stupnjeva C.
2. Dozvoljeni porast temperature
Samo praćenje gornje temperature ulja transformatora tokom rada ne može osigurati njegov siguran rad. Također je potrebno pratiti temperaturnu razliku između gornje temperature ulja i rashladnog zraka - odnosno porasta temperature. Razlika između temperature transformatora i temperature okolnog zraka naziva se porast temperature transformatora. Za transformatore sa izolacijom klase A, kada je maksimalna temperatura okoline 40 stepeni C, nacionalni standard propisuje da je porast temperature namotaja 650 stepeni C, a dozvoljeni porast temperature gornjeg sloja ulja 550 stepeni C. Sve dok porast temperature transformatora ne prelazi specificiranu vrednost, može da obezbedi siguran rad transformatora pod naznačenim opterećenjem.
3. Razuman kapacitet
Tokom normalnog rada, opterećenje koje transformator nosi trebalo bi da bude oko 75% do 90% njegovog nazivnog kapaciteta.
4. Maksimalna neuravnotežena struja pri niskom naponu transformatora ne smije prelaziti 25% nazivne vrijednosti. Dozvoljeni opseg varijacije napona za napajanje transformatora je ± 5% nazivnog napona
Ako napon prelazi ovaj raspon, treba koristiti izmjenjivač slavina za podešavanje kako bi se doveo u specificirani raspon. Prilikom podešavanja potrebno je isključiti struju. Obično se regulacija napona postiže promjenom položaja slavine primarnog namotaja. Uređaj koji povezuje i mijenja položaj slavine naziva se izmjenjivač slavine. Podešava omjer transformacije promjenom broja zavoja visokonaponskog-namotaja transformatora. Nizak napon nema uticaja na sam transformator, samo donekle smanjuje izlaz, ali ima uticaj na električnu opremu. Kada napon poraste, magnetni tok raste, jezgro postaje zasićeno, gubitak jezgre se povećava i temperatura transformatora raste.
5. Preopterećenje
Preopterećenje se može podijeliti u dvije situacije: normalno preopterećenje i preopterećenje u slučaju nezgode. Normalno preopterećenje je uzrokovano povećanjem potrošnje električne energije korisnika u normalnim uvjetima napajanja. To će uzrokovati porast temperature transformatora, što će dovesti do ubrzanog starenja izolacije transformatora i smanjenja njegovog vijeka trajanja. Stoga, u normalnim okolnostima, rad s preopterećenjem nije dozvoljen. U posebnim okolnostima, transformatori mogu raditi pod preopterećenjem kratko vrijeme, ali zimi ne smiju prelaziti 30% nazivnog opterećenja, a ljeti ne smiju prelaziti 15% nazivnog opterećenja. Osim toga, kapacitet preopterećenja transformatora treba odrediti na osnovu porasta temperature transformatora i propisa proizvođača.
Kada dođe do havarije u elektroenergetskom sistemu ili trafostanici korisnika, da bi se osiguralo neprekidno napajanje važne opreme, dozvoljeno je da transformator kratko vreme radi pod preopterećenjem, odnosno havarijskim preopterećenjem. Kada dođe do nesrećnog preopterećenja, temperatura zavojnice će premašiti dozvoljenu vrijednost, što će uzrokovati da izolacija stari brže nego u normalnim uvjetima. Međutim, šansa od nesrećnog preopterećenja je rijetka. U normalnim okolnostima, transformatori rade pod opterećenjem, tako da je kratkoročno-preopterećenje krajnji rizik od oštećenja transformatora. Vrijeme i višekratnik akcidentnog preopterećenja se provodi u skladu sa propisima proizvođača.