Аналіз впливу теплових полів на процес зносу целюлозної ізоляції силового трансформатора в пакеті програм FEMM

Abstract

Силові трансформатори займають дуже важливе місце в електропостачанні промислових та побутових споживачів, виконуючи перетворення, розподіл та передачу енергії. Одним з найважливіших елементів силового трансформатору є целюлозна ізоляція. В процесі експлуатації відбувається старіння ізоляції, яке супроводжується зниженням її діелектричних властивостей, що в свою чергу може призвести до аварійного виходу з ладу силового трансформатору. Тому прогнозування процесу старіння ізоляції силового трансформатору є дуже важливим напрямом в сьогоднішній науці. В даній статті зроблений огляд літератури про старіння целюлозної ізоляції та за допомогою пакету програм FEMM побудована модель силового трансформатора за допомогою якої досліджено вплив теплового поля на старіння целюлозної ізоляції. Моделювання процесу старіння ізоляції силового трансформатору в пакеті програм FEMM дозволяє більш детально дослідити процес старіння целюлозної ізоляції, дає змогу проаналізувати вплив різних фізичних явищ на ресурсні характеристики ізоляції, підвищити точність прогнозування її стану та швидкості старіння. В той же час є напрями, які потребують уточнення такі як фактор прикладеного зусилля до целюлозної ізоляції в момент часу. Насамкінець слід зазначити, що більш детальне дослідження полів які впливають на старіння ізоляції силового трансформатора дозволяє подовжити термін експлуатації та знизити витрати на обслуговування трансформатора. Power transformers occupy a very important place in the power supply of industrial and domestic consumers, performing energy conversion, distribution and transmission. One of the most important elements of a power transformer is cellulose insulation, which is subject to insulation aging over time, which reduces dielectric properties, which in turn can lead to emergency failure of the power transformer. Therefore, predicting the aging process of power transformer insulation is a very important area in today's science. In this article, we review the literature on the aging of cellulose insulation and use the FEMM software package to build a model of a power transformer to study the effect of thermal and electric fields on the aging of power transformer insulation. Modelling the aging process of power transformer insulation in the FEMM software package allows for a more detailed study of the aging process of cellulose insulation and makes it possible to analyse the effects of various physical phenomena on the service life of the insulation and improve the prediction of its condition and aging rate. At the same time, there are areas that need to be clarified, such as the factor of the force applied to cellulose insulation at a given time. In conclusion, it should be noted that a more detailed study of the fields affecting the aging of power transformer insulation can extend the service life and reduce the cost of transformer maintenance.