Масляные трансформаторы: принципы, компоненты и преимущества

Вы считаете, что энергосистема не будет полной без использования трансформаторов? На самом деле! Они оптимально способствуют оптимальной передаче и распределению электроэнергии. Одним из таких типов трансформаторов является масляный трансформатор, который имеет преимущество перед другими типами в том, что он может выдерживать большую мощность и более высокие температурные настройки.

В следующей статье мы обсудим принципы, компоненты, типы, преимущества и основные процедуры технического обслуживания масляных трансформаторов.

1) Что такое масляный трансформатор?

«Как следует из названия, трансформатор помещается в стальной бак, заполненный изоляционным маслом, который перемещается, чтобы охлаждать его посредством конвекции, но в то же время сохранять его изоляцию»

Обычно трансформаторы изменяют напряжение переменного тока (AC), либо повышая, либо понижая его. Для передачи на большие расстояния предпочтительны высокие напряжения, поскольку они обеспечивают эффективную и быструю передачу. С другой стороны, более низкие напряжения обеспечивают безопасность в жилых, коммерческих и промышленных секторах.

Энергораспределительные компании используют масляные трансформаторы в средних и больших диапазонах из-за их долговечности, эффективности и хороших охлаждающих свойств.

2) Компоненты масляного трансформатора

Чтобы лучше понять феномен масляных трансформаторов, важно знать каждую часть трансформатора и ее роль. Ниже приведены основные компоненты:

• Core: Сердечник обычно изготавливается из ламинированных листов стали и сконструирован так, чтобы быть путем прохождения магнитного потока. Он в основном спроектирован в таких формах, чтобы снизить потери энергии.

• Обмотки: В трансформаторах имеются две обмотки:

• Первичная обмотка: Имеет функцию приема входного напряжения.

• Вторичная обмотка: Подключается к преобразованному напряжению.

Обмотки состоят из меди или алюминия и защищены друг от друга каким-либо изолирующим органом.

• Изоляционное масло: Типичное изоляционное масло, как правило, представляет собой минеральное масло, которое выполняет две функции: охлаждение и изоляция интерьера. Это масло негорючее и может выдерживать высокие температуры, что делает его идеальным для работы на большой мощности.

• Консерватор: Консерватор — это бак, который расположен в верхней части трансформатора, чтобы масло могло расширяться и сжиматься при нагревании и охлаждении. Он имеет привод уровня и давления масла для управления установившимся соотношением внутри трансформатора.

• Дыхательный: В сапуне содержится силикагель, и когда трансформаторное масло нагревается и расширяется по разным причинам, этот гель помогает удерживать влагу снаружи трансформатора, тем самым не допуская загрязнения и значительно увеличивая срок службы масла.

• Радиаторы Радиаторы собирают все тепло, скопившееся внутри масла, и устанавливаются снаружи бака трансформатора, обеспечивая эффективное рассеивание тепла.

• втулки: Вводы представляют собой изолирующие элементы, обеспечивающие безопасное соединение обмоток высокого и низкого напряжения с внешней цепью.

• Реле Бухгольца: Это предохранительное устройство автоматически определяет образование газа в результате нарушения изоляции и предупреждает операторов о возможных неполадках.

3) Принцип работы масляного трансформатора

Масляные трансформаторы используются в распределительных сетях. Эти трансформаторы работают по принципу электромагнитной индукции.

Шаг 1) Входное напряжение: Переменный ток (AC) проходит через первичную обмотку, которая окружает ламинированный стальной сердечник трансформатора. Это вызывает генерацию магнитного поля.

Шаг 2) Индукция магнитного потока: Сгенерированное магнитное поле расширяется и схлопывается, а переменный ток циклически изменяется, что в свою очередь создает изменяющийся поток в сердечнике. Изменение магнитного потока индуцирует напряжение во вторичной обмотке, которая расположена таким образом, что пересекается с магнитным полем.

Шаг 3) Преобразование напряжения: Первичная и вторичная обмотки имеют относительное соотношение витков, и это определяет величину напряжения, которое будет либо повышаться, либо понижаться.

Шаг 4) Охлаждение и изоляция: Весь трансформатор помещен в изоляционное масло, обычно минеральное масло, которое также действует как охлаждающее средство. При нормальной работе трансформатора масло используется для рассеивания тепла, которое вырабатывается, чтобы предотвратить перегрев, и для изоляции обмоток и сердечника, чтобы избежать электрического пробоя.

Шаг 5) Выходное напряжение: Вторичная обмотка передает напряжение во внешнюю цепь. На этом процесс регулировки напряжения завершается.

Таким образом, масляные трансформаторы обеспечивают эффективное и безопасное средство преобразования напряжения на различных этапах распределения электроэнергии.

4) Типы масляных трансформаторов

Масляные трансформаторы классифицируются по способу охлаждения и выпускаются в различных вариантах:

• Масло Натуральное Воздух Натуральное (ОНАН): В этом типе масло и окружающий его воздух охлаждаются сами по себе, без необходимости использования вентиляторов или насосов. Используется среди трансформаторов меньшего размера.

• Масло натуральное воздушное принудительное (ONAF): Здесь масло охлаждается само по себе, но вентиляторы охлаждают радиатор, проталкивая окружающий воздух. Такая компоновка используется в трансформаторах среднего размера.

• Воздушные силы, действующие на нефтяном топливе (OFAF): В этой конструкции масло и окружающий его воздух циркулируют с помощью насосов и вентиляторов. Такая установка подходит для трансформаторов большой мощности.

• Принудительное масло-вода (OFWF): В этом типе в качестве охлаждающей среды в очень больших трансформаторах используется как вода, так и масло, что позволяет избежать перегрева при высокой нагрузке трансформаторов.

5) Преимущества масляного трансформатора

Масляные трансформаторы пользуются большим уважением из-за своей способности работать в экстремальных условиях и факторов, влияющих на них. Вот краткий обзор преимуществ этих трансформаторов, которые сделали бы их популярными в любой системе управления питанием.

• Экономичность: Они обеспечивают дешевизну установки и обслуживания, а потребность в замене минимальна, поскольку трансформатор надежен.

• Надежный и прочный: Трансформаторы могут выдерживать различные условия окружающей среды с низким уровнем отказов, что делает их надежными в течение длительного времени.

• Высокая эффективность: Меньшие потери энергии позволяют масляным трансформаторам отлично работать при больших нагрузках.

• Эффективное охлаждение: Масло эффективно поглощает, растворяет и отдает тепло, что позволяет избежать перегрева трансформатора, а также обеспечивает его стабильную работу при высоких нагрузках.

• Улучшенная изоляция и безопасность: Масло действует как изолирующее покрытие обмоток, снижая риск электрических разрядов и увеличивая срок службы трансформатора.

• Универсальные приложения: Их можно использовать в электрических сетях, системах возобновляемой энергии и промышленных приложениях, поскольку они имеют различные размеры и мощность.

• Особенности безопасности: Они содержат защитные устройства, такие как реле Бухгольца, которое предотвращает повреждение при обнаружении кислот. Кроме того, есть защита от влаги, которая имеет дыхательный клапан из силикагеля.

6) Профилактические меры и техническое обслуживание масляного трансформатора

Масляные трансформаторы могут работать на оптимальных уровнях и служить дольше благодаря регулярному необходимому обслуживанию и профилактическим мероприятиям. Некоторые ключевые меры включают периодический анализ масла для выявления посторонних веществ и состояния масла, мониторинг масла для предотвращения его сильного поджаривания и обеспечение оптимальной работы системы охлаждения (радиаторы и вентиляторы).

Необходимо обслуживать сапун, заменяя силикагель, чтобы влага не скапливалась, а трансформатор необходимо визуально контролировать на предмет утечки масла. Необходимо контролировать условия перегрева, которые могут привести к перегреву, в то время как реле Бухгольца следует регулярно проверять, чтобы можно было обнаружить внутренние следы неисправности.

Регулярные проверки на предмет аномального звука или вибрации в сочетании с мониторингом окружающей среды позволяют своевременно предвидеть возможные проблемы. Неопровержимо можно сказать, что электрические проверки, например, испытания сопротивления изоляции, необходимы для предотвращения неисправностей. Реализация этих действий значительно повышает надежность и срок службы трансформатора.

7. Заключение

Для любого бизнеса, которому необходимо бесперебойное электроснабжение, масляные трансформаторы являются необходимыми. Их уникальные особенности охлаждения, изоляции и дизайна позволяют им эффективно справляться с рядом функций, что делает их хорошо подходящими для современных энергосистем. Правильное и регулярное техническое обслуживание, особенно профилактическое, увеличивает срок их службы и обеспечивает бесперебойную работу.

Delixi производит современные масляные трансформаторы, которые могут выдерживать суровые условия и работать на пике своих возможностей. С Delixi вы получаете надежность и высокие технологии, подходящие для современных промышленных энергосистем. Позвольте Delixi укрепить вашу энергетическую инфраструктуру.