Co sprawdzić w Transformator okrętowy (suchy/żywiczny).
Transformatory okrętowe przekładają napięcie między sekcjami sieci elektrycznej statku — typowo z wytwarzania wysokonapięciowego (6.6 kV lub 11 kV) w dół na szynę rozdzielczą 440 V lub 690 V, albo między napędem steru dziobowego a jego zasilaniem. Konstrukcja żywiczna zamyka uzwojenia w bloku żywicy epoksydowej, zamiast zanurzać je w oleju mineralnym. Nie ma oleju, który mógłby wyciec, nie trzeba wanny ani instalacji pianowej wokół jednostki i nie ma ryzyka rozerwania kadzi z olejem na fali. Ceną jest nieco niższa krótkotrwała przeciążalność niż w równoważnej jednostce olejowej i wyższy koszt jednostkowy…
Co wyróżnia typ suchy żywiczny
Transformatory okrętowe przekładają napięcie między sekcjami sieci elektrycznej statku — typowo z wytwarzania wysokonapięciowego (6.6 kV lub 11 kV) w dół na szynę rozdzielczą 440 V lub 690 V, albo między napędem steru dziobowego a jego zasilaniem. Konstrukcja żywiczna zamyka uzwojenia w bloku żywicy epoksydowej, zamiast zanurzać je w oleju mineralnym. Nie ma oleju, który mógłby wyciec, nie trzeba wanny ani instalacji pianowej wokół jednostki i nie ma ryzyka rozerwania kadzi z olejem na fali. Ceną jest nieco niższa krótkotrwała przeciążalność niż w równoważnej jednostce olejowej i wyższy koszt jednostkowy na kVA. Na statku, gdzie transformator siedzi zwykle w pomieszczeniu rozdzielnicy albo przedziale z małym miejscem na obwałowanie oleju, typ suchy stał się bliski domyślnemu wyborowi; jednostki olejowe przetrwały głównie w starszej tonażu lub w zastosowaniach, gdzie ich lepsza tolerancja przeciążeń jest warta dodatkowego zarządzania ryzykiem pożarowym.
Główne elementy
Rdzeń i uzwojenia
Trójkolumnowy rdzeń z blach stali krzemowej niesie uzwojenia HV i LV z miedzi lub aluminium. Grupa połączeń (zwykle Dyn11 albo Yyn0) jest ustalana na etapie projektu i musi pasować do filozofii uziemienia i zabezpieczeń reszty rozdzielnicy — to nie jest coś, co stocznia zmieni po fakcie.
Zalewanie żywicą
Uzwojenie HV jest zalewane pod próżnią żywicą epoksydową z drobnym wypełniaczem krzemionkowym, który panuje nad rozszerzalnością cieplną i nie pozwala żywicy pękać w cyklach termicznych. To pękanie — a nie awaria uzwojenia — jest najczęstszym mechanizmem starzenia jednostek pracujących w powtarzanych wahaniach obciążenia.
Monitoring temperatury
Czujniki PT100 lub PTC wbudowane w każde uzwojenie LV zasilają IAS albo dedykowany przekaźnik, ze stopniami alarmu i wyłączenia nastawionymi poniżej granicy klasy cieplnej uzwojenia. To podstawowa ochrona przed powolnym trybem awarii transformatorów żywicznych — czujniki nie są na jednostce morskiej opcjonalnym dodatkiem.
Chłodzenie i obudowa
Naturalne chłodzenie powietrzem (AN) pasuje do większości instalacji w pomieszczeniach rozdzielnic; wymuszone (AF) z wentylatorami dodaje z grubsza 40% zdolności krótkotrwałej tam, gdzie ciasno. Stopień IP obudowy musi odpowiadać przedziałowi — kondensacja w słabo wentylowanej przestrzeni to powracająca przyczyna śladów pełzania po powierzchni żywicy.
Dobór i wymiarowanie
Moc wyznacza się z przyłączonego obciążenia LV plus zapas rozwoju, nie z mocy prądnic. Kluczowe liczby do ustalenia przy zamówieniu:
- Moc kVA i cykl pracy (praca ciągła wobec przeciążenia krótkotrwałego)
- Napięcie zwarcia (%uk), które ustala udział prądu zwarciowego i musi koordynować ze zdolnością wyłączania aparatury
- Klasa izolacji i przyrostu temperatury (zwykle F lub H) względem spodziewanego otoczenia przedziału
- Grupa połączeń i sposób uziemienia punktu gwiazdowego zgodne z resztą sieci
Przepisy i klasa
Przepisy klasy wymagają homologacji projektu plus prób wyrobu w wytwórni (rezystancja izolacji, przekładnia, rezystancja uzwojeń, przyrost temperatury) przed dostawą oraz przeglądu okresowego — typowo rezystancji izolacji i oględzin powierzchni żywicy — przy każdym rocznym lub pośrednim przeglądzie instalacji elektrycznej. Wymagania rozdziału II-1 konwencji SOLAS dla instalacji elektrycznych dotyczą systemu rozdzielnicy, którą transformator zasila, łącznie z ochroną od zwarć i doziemień.
Typowe usterki
| Przyczyna | Skutek |
|---|---|
| Pękanie żywicy od cykli termicznych | Wyładowania niezupełne, ślady pełzania, w końcu zwarcie uzwojenie-uzwojenie lub uzwojenie-ziemia |
| Kondensacja na powierzchni żywicy po długim postoju lub słabej wentylacji | Pełzanie powierzchniowe, oblany pomiar rezystancji izolacji na przeglądzie |
| Zablokowany lub zabrudzony wentylator chłodzący (jednostki AF) | Mniejsza przeciążalność, uciążliwe wyłączenia od wysokiej temperatury pod obciążeniem |
| Poluzowane drganiami połączenia zacisków | Miejscowe przegrzanie, punkty gorąca niewidoczne dla czujników uzwojeń |
Na co zwrócić uwagę u dostawcy
- Świadectwa badań typu uznanego towarzystwa klasyfikacyjnego, nie tylko dane odbioru fabrycznego
- Udokumentowana grupa połączeń i impedancja procentowa zgodne ze studium zabezpieczeń rozdzielnicy statku
- Dorobek formuły żywicy w morskich warunkach otoczenia i wilgotności, nie tylko w przemysłowych wnętrzach
- Dostępność zapasowych czujników temperatury i zestawów zaciskowych zgodnych z konkretną wielkością mechaniczną
Transformator wyłączający się na wysoką temperaturę uzwojeń przy normalnym obciążeniu mówi coś o wentylacji albo zabrudzonym wentylatorze — nie prosi o obejście czujnika. Mostkowanie wyłączenia, by jechać dalej, to droga, na której pęknięcia żywicy zamieniają się w przeskok łuku.