Liquid kind, temperature, moisture, and ageing as an operating parameters conditioning reliability of transformer cooling system

• Autorzy: Dombek G. , Nadolny Z.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2016.3.13

Warianty tytułu

PL

Rodzaj cieczy, temperatura, zawilgocenie oraz zestarzenie jako parametry eksploatacyjne warunkujące niezawodność układu chłodzenia transformatora

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents research results of thermal properties of insulating liquids used in power transformer cooling system. The authors analyzed the influence of such factors, as the kind of the liquid, temperature, moisture and ageing rate of the liquid on thermal properties of the liquids. The analyzed properties of the liquids were thermal conductivity coefficient λ, kinematic viscosity υ, density ρ, specific heat cp, and thermal expansion factor β. These properties determine the ability of the liquid to heat transport – heat transfer factor α – what means the properties describe reliability of power transformer cooling system. The authors calculated the factor of heat transfer by the investigated insulating liquids on the basis of measured values of thermal properties.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości cieplnych cieczy elektroizolacyjnych, wykorzystywanych w układzie chłodzenia transformatora wysokiego napięcia. Dokonano analizy wpływu takich czynników jak rodzaj cieczy, temperatura, stopień jej zawilgocenia oraz zestarzenia na właściwości cieplne cieczy. Analizowanymi właściwościami cieczy były przewodność cieplna właściwa λ, lepkość kinematyczna υ, gęstość ρ, ciepło właściwe cp oraz rozszerzalność cieplna β. Właściwości te określają zdolność cieczy do transportu ciepła – współczynnik przejmowania ciepła α, a tym samym warunkują niezawodność układu chłodzenia transformatora. Na podstawie zmierzonych przez autorów wartości właściwości cieplnych określony został współczynnik przejmowania ciepła badanych cieczy elektroizolacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

power transformers; insulating liquids; heat transfer factor; moisture; ageing

PL

transformatory energetyczne; ciecze elektroizolacyjne; współczynnik przejmowania ciepła; zawilgocenie; zestarzenie

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 18, no. 3
• Strony: 413--417
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dombek G.

• Institute of Electrical Power Engineering Poznan University of Technology ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań, Poland

autor

Nadolny Z.

• Institute of Electrical Power Engineering Poznan University of Technology ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań, Poland

Bibliografia

• 1. ABB Inc. Biotemp. Biodegradable dielectric insulating fluid. Product brochure 2009.
• 2. ASTM D 1903-96. Standard test method for coefficient of thermal expansion of electrical insulating liquids of petroleum origin, and askarels.
• 3. Borsi H, Gockenbach E. Performance and new application of ester liquids. IEEE 14th International Conference on Dielectric Liquids 2002; 203-206.
• 4. Borsi H, Gockenbach E, Wasserberg V, Werle P. New devices for a dry type transformer protection and monitoring system. 6th International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials 2000: 567-570.
• 5. Borucki S, Boczar T, Cichoń A. Investigation of the acoustic pressure distribution occurring around an aerial substation adjacent to apartment buildings. Archives of Acoustics 2007; 32: 291-297.
• 6. CIGRE Brochure 436. Experiences in service with new insulating liquids. 2010.
• 7. Cooper Power Industries. Envirotemp FR3 Bulletin 2001; 00092.
• 8. Feser K, Radakovic Z. A new method for the calculation of the hot-spot temperature in power transformers with ONAN cooling. IEEE Transaction on Power Delivery 2003; 18: 1284-1292, http://dx.doi.org/10.1109/TPWRD.2003.817740.
• 9. Gielniak J, Graczkowski A, Morańda H, Przybyłek P, Walczak K, Nadolny Z, Mościcka-Grzesiak H, Feser K, Gubański S M. Moisture in cellulose insulation of power transformers - statistics. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 2013; 20: 982-987, http://dx.doi.org/10.1109/TDEI.2013.6518968.
• 10. ISO 3104:1994. Petroleum products - Transparent and opaque liquids - Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity.
• 11. ISO 3675. Crude petroleum and liquid petroleum products -Laboratory determination of density - Hydrometer method.
• 12. ISO 649-1:1981. Laboratory glassware - Density hydrometers for general purposes - Part 1: Specification.
• 13. Koch M, Krueger M, Tenbohlen S. On-site methods for reliable moisture determination in power transformers. IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition 2010: 1-6.
• 14. Koch M, Tenbohlen S, Rosner M. Moisture ingress in free breathing transformers. International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis 2008: 646-650.
• 15. Łopatkiewicz R, Nadolny Z. Temperature field on high voltage power transformer. Przegląd Elektrotechniczny 2008; 84: 50-52.
• 16. Łopatkiewicz R, Nadolny Z, Przybyłek P. Influence of water content in paper on its thermal conductivity. Przegląd Elektrotechniczny 2010; 86: 55-58.
• 17. Łopatkiewicz R, Nadolny Z, Przybyłek P. The influence of water content on thermal conductivity of paper used as transformer windings insulation. IEEE International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials 2012: 1-4, http://dx.doi.org/10.1109/icpadm.2012.6318991.
• 18. Łopatkiewicz R, Nadolny Z, Przybyłek P, Sikorski W. The influence of chosen parameters on thermal conductivity of windings insulation describing temperature in transformer. Przegląd Elektrotechniczny 2012; 88: 126-129.
• 19. M&I Materials Ltd. Midel 7131 Synthetic ester transformer fluid. Product guide 2014.
• 20. Perrier C, Beroual A, Bessede J L. Improvement of power transformers by using mixtures of mineral oil with synthetic esters. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 2006; 13: 556-564, http://dx.doi.org/10.1109/TDEI.2006.1657968.
• 21. Perrier C, Ryadi M, Bertrand Y, Tran Duy C. Comparison between mineral and ester oil. Cigre Session 2010; D1-102: 1-10.
• 22. Przybyłek P, Nadolny Z, Mościcka-Grzesiak H. Bubble effect as a consequence of dielectric losses in cellulose insulation. IEEE Dielectric and Electrical Insulation 2010; 13: 919-925, http://dx.doi.org/10.1109/tdei.2010.5492266.
• 23. Suwarno, Darma I S. Dielectric properties of mixtures between mineral oil and natural ester. International Symposium on Electrical Insulating Materials 2008; 514-517.
• 24. Tenbohlen S, Koch M, Vukovic D, Weinlader A, Baum J, Harthun J, Schafer M, Barker S, Frotscher R, Dohnal D, Dyer P. Application of vegetable oil-based insulating fluids to hermetically sealed power transformers. Cigre Session 2008; A2-102: 1-8.
• 25. Trnka P, Mentlik V, Svoboda M. The effect of moisture content on electrical insulating liquids. IEEE 18th International Conference on Dielectric Liquids 2014; 1-4, http://dx.doi.org/10.1109/icdl.2014.6893120.
• 26. Wolny S, Adamowicz A, Lepich M. Influence of temperature and moisture level in paper-oil insulation on the parameters of the Cole-Cole model. IEEE Transaction on Power Delivery 2014; 29: 246-250, http://dx.doi.org/10.1109/TPWRD.2013.2270917.