Khi mang tải, máy biến áp bị nóng lên vì các tổn hao sắt và đồng trong nó biến thành nhiệt năng. Các lớp cách điện bị oxy hóa dần, độ bền cơ học giảm, ta nói rằng cách điện bị già cỗi và sau một thời gian sẽ bị hỏng hoàn toàn. Quá trình già cỗi cách điện kéo theo thời gian phục vụ của máy biến áp giảm xuống.
Đối với máy biến áp, ngoài công suất định mức còn có khái niệm khả năng tải. Chế độ làm việc của máy biến áp không gây ra sự già cỗi cách điện nhanh chóng và giảm thời gian phục vụ của nó gọi là chế độ làm việc dài hạn cho phép. Chế độ làm việc gây ra hao mòn cách điện nhanh chóng và rút ngắn thời gian làm việc của máy biến áp gọi là quá tải. Khi quá tải mà nhiệt độ tại điểm nóng nhất không vuột quá trị số nguy hiểm gọi là quá tải cho phép.
Tuổi thọ trung bình của máy biến áp khi nhiệt độ thay đổi từ 80 đến 140°C được tính: T = A.e-av
Trong đó: A, a là các hệ số phụ thuộc vào chất cách điện và cấu tạo máy biến áp. v: nhiệt độ điểm nóng nhất của cách điện (°C).
Theo IEC nhiệt độ định mức của máy biến áp là vđm = 98°C. Khi đó thời gian phục vụ của máy biến áp là định mức:
Tđm = A.e-avdm Suy ra: T = Tđme-a(v-vđm)
Để thuận tiện trong tính toán người ta biểu diễn theo hàm cơ số 2: T = Tđme-a(v-vđm) = Tđm 2-a(v-vđm) / ln2/lne
= Tđm 2-(v-vđm) / 0.693/a = Tđm 2-(v-vđm) / Δ
Δ = là hằng số có thứ nguyên là °C Tuổi thọ tương đối của cách điện:
Ttđ =
đm
T T
= e-a(v-vđm) = 2-(v-vđm) / Δ
L =
T Tđm
= ea(v-vđm) = 2(v-vđm) / Δ
Hằng số Δ được chọn là 8°C theo chuẩn IEC. Điều đó có nghĩa là mỗi khi nhiệt độ thay đổi 8°C thì hao mòn cách điện và thời gian phục vụ của máy biến áp thay đổi 2 lần. Quy luật này có tên là quy luật 8°C.
Thời gian phục vụ của máy biến áp là thời gian kể từ lúc nó bắt đầu làm việc cho đến khi lớp cách điện bị hủy hoại hoàn toàn.
Khi nhiệt độ máy biến áp bằng 98°C thì hao mòn cách điện bằng 1và thời gian phục vụ của máy biến áp là định mức T = Tđm. Thời gian phục vụ định mức của máy biến áp bằng 20 – 25năm. Đây là thời gian được quy định làm chuẩn vì nếu lâu hơn thì sự tiến bộ của khoa học ky thuật sẽ đẩy máy biến áp về lạc hậu sau thời gian phục vụ quá dài, nếu chọn ngắn hơn thì việc trang bị lại đối với một công trình điện sau một thời gian chưa đủ dài là không kinh tế.
Sự phụ thuộc giữa tuổi thọ tương đối và hao mòn cách điện tương đối của cách điện loại A với nhiệt độ được biểu diễn ở hình bên dưới:
Tích của độ hao mòn cách điện tương đối với thời gian là đại lượng hao mòn cách điện qua khoảng thời gian phục vụ T:
H = LT
Nếu nhiệt độ không đổi, độ hao mòn cách điện có thể xác định từ tích phân: H = ∫TLdt =∫T v−vdm∆dt
0 0
)( (
2
Trong tính toán gần đúng có thể lấy tích phân trên bằng tổng: H = ∑ = n i i it L 1
Khi nhiệt độ cách điện thấp hơn 80°C, hao mòn cách điện tương đối rất nhỏ có thể bỏ qua. Hao mòn cách điện trung bình tương đối qua một ngày đêm có thể xác định như sau:
Lng =
24
ng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
H