Ποια είναι η δομή του μετασχηματιστή που βυθίζεται σε λάδι;

Επισκόπηση Υψηλού Επιπέδου: Τα Δύο Κύρια Συστήματα
Ένας μετασχηματιστής εμβαπτισμένος σε λάδι αποτελείται από δύο βασικά συστήματα που στεγάζονται μαζί:

Το Ενεργό Μέρος (Πυρήνας & Τυλίγματα): Η καρδιά του μετασχηματιστή, όπου συμβαίνει η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και η μετατροπή τάσης.

Το Δοχείο και το Σύστημα Ψύξης: Το σώμα και το σύστημα υποστήριξης ζωής, το οποίο παρέχει μόνωση, ψύξη και προστασία για το ενεργό μέρος.

σχέσεις:

1. Το Ενεργό Μέρος (Πυρήνας και Τυλίγματα)
Αυτό είναι το συγκρότημα που κατεβαίνει στην κύρια δεξαμενή.

Πυρήνας: Κατασκευασμένος από λεπτές ελασματοποιημένες πλάκες χάλυβα πυριτίου υψηλής ποιότητας (με προσανατολισμό κόκκων). Οι ελασματοποιήσεις είναι μονωμένες μεταξύ τους για να μειωθούν οι απώλειες ενέργειας λόγω ρευμάτων Eddy.

Λειτουργία: Παρέχει μια διαδρομή χαμηλής απώλειας για τη μαγνητική ροή, συνδέοντας τα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα τυλίγματα.

Σχήμα: Τυπικά ένας τύπος κλειστού πυρήνα (όπως ένα απλό ορθογώνιο ή «τυλιγμένος πυρήνας») για καλύτερη απόδοση.

Τυλίγματα (Πηνία): Αυτοί είναι αγωγοί τυλιγμένοι γύρω από τα σκέλη του πυρήνα. Υπάρχουν πάντα τουλάχιστον δύο σύνολα: Υψηλής Τάσης (HV) και Χαμηλής Τάσης (LV).

Υλικό Αγωγού: Κατασκευασμένο από χαλκό ή αλουμίνιο, μονωμένο με χαρτί ή σμάλτο.

Διάταξη: Το τύλιγμα LV τοποθετείται πιο κοντά στον πυρήνα, με το τύλιγμα HV τυλιγμένο ομόκεντρα έξω από αυτό. Αυτό μειώνει την ποσότητα μόνωσης που απαιτείται μεταξύ του τυλίγματος LV και του γειωμένου πυρήνα.

Μόνωση: Βασικά διαχωριστικά και φράγματα από πρεσσοχαρτόνι και μονωτικό χαρτί χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό των τυλιγμάτων μεταξύ τους και από τον πυρήνα, και για την παροχή μηχανικής σταθερότητας.

Διακόπτης Ρύθμισης Στροφών: Μια συσκευή που επιτρέπει την προσαρμογή του αριθμού των στροφών σε ένα από τα τυλίγματα (συνήθως το HV), αλλάζοντας έτσι την αναλογία τάσης.

Διακόπτης Ρύθμισης Στροφών εκτός Φόρτου (Διακόπτης Ρύθμισης Στροφών Απενεργοποιημένος - DETC): Η ρύθμιση μπορεί να γίνει μόνο όταν ο μετασχηματιστής είναι απενεργοποιημένος.

Διακόπτης Ρύθμισης Στροφών υπό Φόρτο (OLTC): Μπορεί να ρυθμίσει τις στροφές ενώ ο μετασχηματιστής είναι ενεργοποιημένος και τροφοδοτεί φορτίο. Αυτό είναι ένα σύνθετο εξάρτημα, συχνά στεγασμένο σε ξεχωριστό διαμέρισμα από την κύρια δεξαμενή για την αποφυγή μόλυνσης του κύριου λαδιού.

2. Το Δοχείο και το Σύστημα Ψύξης
Κύρια Δεξαμενή: Μια στιβαρή, συγκολλημένη χαλύβδινη δεξαμενή που χρησιμεύει ως το κύριο δοχείο για το ενεργό μέρος και το μονωτικό λάδι. Είναι σχεδιασμένο να είναι αεροστεγές.

Λάδι Μετασχηματιστή: Ένα εξαιρετικά εξευγενισμένο ορυκτέλαιο ή συνθετικό εστέρα που γεμίζει τη δεξαμενή.

Λειτουργίες:

Μόνωση: Είναι ένα ανώτερο διηλεκτρικό μέσο, μονώνοντας τα ζωντανά τυλίγματα μεταξύ τους και από τη γειωμένη δεξαμενή.

Ψύξη: Κυκλοφορεί με φυσική μεταφορά (ή αντλείται), απορροφώντας θερμότητα από τον πυρήνα και τα τυλίγματα και διαχέοντάς την μέσω των τοιχωμάτων της δεξαμενής και των καλοριφέρ.

Καλοριφέρ και Σωλήνες: Πάνελ με πτερύγια ή σειρές σωλήνων προσαρτημένων στην κύρια δεξαμενή για να αυξήσουν την επιφάνεια για απαγωγή θερμότητας. Το λάδι κυκλοφορεί μέσω αυτών και η θερμότητα μεταφέρεται στον περιβάλλοντα αέρα.

Ανεμιστήρες Ψύξης: Για μεγαλύτερους μετασχηματιστές, οι ανεμιστήρες είναι τοποθετημένοι στα καλοριφέρ για να αναγκάσουν τον αέρα να περάσει πάνω από αυτά, ενισχύοντας σημαντικά τον ρυθμό ψύξης. Αυτό είναι γνωστό ως ψύξη με αναγκασμένο αέρα.

Αντλίες Λαδιού: Σε μεγάλους μετασχηματιστές, οι αντλίες χρησιμοποιούνται για να αναγκάσουν την κυκλοφορία του λαδιού, βελτιώνοντας την απόδοση μεταφοράς θερμότητας.

3. Αξεσουάρ Προστασίας και Παρακολούθησης
Αυτά είναι ζωτικής σημασίας για την ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία του μετασχηματιστή.

Δοχείο Διαστολής (Δεξαμενή Διαστολής): Μια μικρότερη, κυλινδρική δεξαμενή τοποθετημένη πάνω από την κύρια δεξαμενή και συνδεδεμένη με αυτήν μέσω ενός σωλήνα. Είναι μόνο μερικώς γεμάτη με λάδι.

Λειτουργία: Επιτρέπει στην κύρια δεξαμενή να γεμίσει εντελώς με λάδι. Καθώς το λάδι θερμαίνεται και διαστέλλεται, ή ψύχεται και συστέλλεται, η στάθμη του λαδιού στο δοχείο διαστολής ανεβαίνει και πέφτει, αποτρέποντας τη συσσώρευση πίεσης ή το σχηματισμό κενού στην κύρια δεξαμενή.

Αεραγωγός: Ένα μικρό δοχείο προσαρτημένο στο δοχείο διαστολής, γεμάτο με ένα υλικό που απορροφά την υγρασία, όπως πηκτώματα πυριτίου. Καθώς ο μετασχηματιστής «αναπνέει» λόγω των κύκλων θερμοκρασίας, ο αέρας που διέρχεται από τον αεραγωγό ξηραίνεται, αποτρέποντας την είσοδο υγρασίας στο λάδι και την υποβάθμιση των μονωτικών του ιδιοτήτων. Το πήκτωμα πυριτίου είναι μπλε όταν είναι στεγνό και γίνεται ροζ όταν κορεστεί με υγρασία.

Ρελέ Buchholz: Ένα πολύ σημαντικό ρελέ που ενεργοποιείται από αέριο και είναι εγκατεστημένο στον σωλήνα μεταξύ της κύριας δεξαμενής και του δοχείου διαστολής.

Λειτουργία: Ανιχνεύει εσωτερικά σφάλματα. Μικρά σφάλματα δημιουργούν αργές φυσαλίδες αερίου που συσσωρεύονται στο ρελέ, ενεργοποιώντας ένα συναγερμό. Σοβαρά σφάλματα προκαλούν μια ξαφνική αύξηση λαδιού, η οποία ενεργοποιεί τους διακόπτες του μετασχηματιστή για να τον αποσυνδέσουν από την παροχή. Είναι μια κύρια συσκευή προστασίας.

Ρελέ Ξαφνικής Πίεσης: Μια σύγχρονη εναλλακτική λύση ή συμπλήρωμα του ρελέ Buchholz που ανιχνεύει γρήγορα κύματα πίεσης μέσα στη δεξαμενή που προκαλούνται από ένα σημαντικό εσωτερικό σφάλμα.

Διατάξεις Διέλευσης: Μονωτήρες υψηλής τάσης, πορσελάνης ή σύνθετοι που επιτρέπουν τις ηλεκτρικές συνδέσεις από τα τυλίγματα HV και LV να περάσουν από το τοίχωμα της δεξαμενής και να συνδεθούν