Qual è la struttura del trasformatore immerso in olio?

Panoramica Generale: I Due Sistemi Principali
Un trasformatore immerso in olio è costituito da due sistemi fondamentali alloggiati insieme:

La Parte Attiva (Nucleo e Avvolgimenti): Il cuore del trasformatore, dove avvengono l'induzione elettromagnetica e la trasformazione di tensione.

Il Serbatoio e il Sistema di Raffreddamento: Il corpo e il sistema di supporto vitale, che fornisce isolamento, raffreddamento e protezione per la parte attiva.

relazioni:

1. La Parte Attiva (Nucleo e Avvolgimenti)
Questo è l'assemblaggio che viene calato nel serbatoio principale.

Nucleo: Realizzato con sottili laminazioni di acciaio al silicio di alta qualità (orientato al grano). Le laminazioni sono isolate l'una dall'altra per ridurre le perdite di energia dovute alle correnti parassite.

Funzione: Fornisce un percorso a bassa riluttanza per il flusso magnetico, collegando gli avvolgimenti primari e secondari.

Forma: Tipicamente un tipo di nucleo chiuso (come un semplice rettangolo o "nucleo avvolto") per una migliore efficienza.

Avvolgimenti (Bobine): Questi sono conduttori avvolti attorno ai bracci del nucleo. Ci sono sempre almeno due set: Alta Tensione (AT) e Bassa Tensione (BT).

Materiale del Conduttore: Realizzato in rame o alluminio, isolato con carta o smalto.

Disposizione: L'avvolgimento BT è posizionato più vicino al nucleo, con l'avvolgimento AT avvolto concentricamente all'esterno. Questo riduce la quantità di isolamento necessario tra l'avvolgimento BT e il nucleo collegato a terra.

Isolamento: Distanziatori e barriere chiave in cartone pressato e carta isolante vengono utilizzati per separare gli avvolgimenti l'uno dall'altro e dal nucleo, e per fornire stabilità meccanica.

Cambiatore di Presa: Un dispositivo che consente di regolare il numero di spire in uno degli avvolgimenti (di solito l'AT), modificando così il rapporto di tensione.

Cambiatore di Presa a Vuoto (Cambiatore di Presa a Trasformatore Non Alimentato - DETC): La regolazione può essere effettuata solo quando il trasformatore è diseccitato.

Cambiatore di Presa Sotto Carico (OLTC): Può regolare le prese mentre il trasformatore è alimentato e fornisce carico. Questo è un componente complesso, spesso alloggiato in un vano separato dal serbatoio principale per evitare la contaminazione dell'olio principale.

2. Il Serbatoio e il Sistema di Raffreddamento
Serbatoio Principale: Un robusto serbatoio in acciaio saldato che funge da contenitore primario per la parte attiva e l'olio isolante. È progettato per essere ermetico.

Olio per Trasformatori: Un olio minerale altamente raffinato o un olio estere sintetico che riempie il serbatoio.

Funzioni:

Isolamento: È un mezzo dielettrico superiore, che isola gli avvolgimenti sotto tensione l'uno dall'altro e dal serbatoio collegato a terra.

Raffreddamento: Circola per convezione naturale (o viene pompato), assorbendo il calore dal nucleo e dagli avvolgimenti e dissipandolo attraverso le pareti del serbatoio e i radiatori.

Radiatori e Tubi: Pannelli alettati o batterie di tubi collegati al serbatoio principale per aumentare la superficie di dissipazione del calore. L'olio circola attraverso questi e il calore viene trasferito all'aria circostante.

Ventole di Raffreddamento: Per trasformatori più grandi, le ventole sono montate sui radiatori per forzare l'aria su di essi, migliorando significativamente la velocità di raffreddamento. Questo è noto come raffreddamento ad aria forzata.

Pompe dell'Olio: Nei trasformatori di grandi dimensioni, le pompe vengono utilizzate per forzare la circolazione dell'olio, migliorando l'efficienza del trasferimento di calore.

3. Accessori di Protezione e Monitoraggio
Questi sono cruciali per il funzionamento sicuro e affidabile del trasformatore.

Conservatore (Serbatoio di Espansione): Un serbatoio più piccolo, cilindrico, montato sopra il serbatoio principale e collegato ad esso tramite un tubo. È riempito solo parzialmente con olio.

Funzione: Permette al serbatoio principale di essere completamente riempito con olio. Quando l'olio si riscalda e si espande, o si raffredda e si contrae, il livello dell'olio nel conservatore sale e scende, impedendo l'accumulo di pressione o la formazione di vuoto nel serbatoio principale.

Respiratore: Un piccolo contenitore collegato al conservatore, riempito con un materiale assorbente l'umidità come il gel di silice. Mentre il trasformatore "respira" a causa dei cicli di temperatura, l'aria che passa attraverso il respiratore viene essiccata, impedendo all'umidità di entrare nell'olio e degradarne le proprietà isolanti. Il gel di silice è blu quando è secco e diventa rosa quando è saturo di umidità.

Relè Buchholz: Un relè molto importante azionato a gas installato nel tubo tra il serbatoio principale e il conservatore.

Funzione: Rileva i guasti interni. I guasti minori generano lente bolle di gas che si accumulano nel relè, attivando un allarme. I guasti gravi causano un'improvvisa ondata di olio, che fa scattare gli interruttori automatici del trasformatore per scollegarlo dall'alimentazione. È un dispositivo di protezione primario.

Relè di Pressione Improvvisa: Un'alternativa moderna o un supplemento al relè Buchholz che rileva rapide onde di pressione all'interno del serbatoio causate da un grave guasto interno.

Boccola: Isolatori ad alta tensione, in porcellana o compositi, che consentono i collegamenti elettrici dagli avvolgimenti AT e BT di attraversare la parete del serbatoio e connettersi