Lämpöstabiloidun eristepaperin vanheneminen muuntajan valmistusprosessissa

Abstract

Vaasan ABB OY:n muuntajatehtaalla on otettu käyttöön uusi muuntajien lämpöstabiili eristepaperi. Työssä tutkittiin eristepaperin vanhenemista muuntajan valmistusprosessissa. Tutkimuksessa mallinnettiin tehtaan kahta eri tuotantolinjaa. Muuntajan elinkaarena pidetään yleisesti paperieristeen elinkaarta, joten on tärkeää, että uusissa muuntajissa on hyväkuntoinen eristys. Muuntajan valmistusprosessissa käämejä ja muuntajaa kuivataan uuneissa yli 100 asteen lämpötiloissa. Paperin tiedetään haurastuvan lämmön vaikutuksesta. Tarkoituksena oli selvittää kuinka paljon paperi vanhenee uunituksissa eli mikä on uuden muuntajan eristepaperin kunto. Työssä paperinäytteitä vanhennettiin muuntajatehtaan uuneissa, jonka jälkeen laboratoriossa mitattiin paperin haurastumista kuvaava DP-luku (Degree of Polymerisation). Toisena tavoitteena työssä on selvittää muuntajissa eristeenä ja tukirakenteena käytettävä prespaanin kuivumista ja kutistumista uuneissa. Prespaani sisältää kosteutta, joka poistuu uuneissa, jolloin prespaani kutistuu. Kutistuma on tärkeä tieto muuntajan käämien mitoituksessa. Kosteus myös huonontaa eriste materiaalien ominaisuuksia. Tulokseksi saatiin paperin vanhenemiskäyrät tuotantolinjoille, joiden avulla voidaan arvioida uuden muuntajan paperieristyksen kuntoa uunitusajan perusteella. Kuivausuunien asetetut ja mitatut lämpötilat eivät vastanneet toisiaan ja tarve näiden käytönaikaiselle seurannalle havaittiin. Prespaanin jäännöskosteuden ja potentiaalisen kutistuman yhteys ilmeni lineaariseksi.

New thermally upgraded insulation paper has been taken into use at Vaasa ABB Oy Transformers factory. This thesis studied aging of insulation paper in new transformers manufacturing process. In this study two different production lines were modelled. Generally it is thought that the life of a transformer is determined by the life of insulation paper. That is why it is important to have an insulation in a good condition in new transformers. In transformers manufacturing process transformer windings and transformers are dried in an ovens at temperatures over 100 degrees. It is known that heat ages the paper. The idea was to find out how much the paper ages in the ovens otherwise what is the condition of an insulation paper of a new transformer. In this study paper samples were aged in an ovens of a transformer factory and then Degree of Polymerization (DP-value) which is used to describe a brittleness of a paper was measured in a laboratory. Pressboard is used in transformers as a supporting structure and insulation material. Other goal of this study was to find out about drying and shrinkage of pressboard in ovens. Pressboard contains moisture that removes in ovens while shrinking pressboard. Shrinkage is an important information in transformer winding dimensioning. Moisture also worsen properties of insulation materials. As a result paper aging curves were drawn in two production lines. The curve is used to estimate the condition of a new transformers insulation paper. Drying ovens temperature settings did not correspond measured temperatures and need of real-time monitoring was discovered. Residual moisture and potential shrinkage of pressboard appeared to be linear.