Какова конструкция трансформатора, погруженного в масло?

Обзор высокого уровня: Две основные системы
Масляный трансформатор состоит из двух основных систем, размещенных вместе:

Активная часть (сердечник и обмотки): Сердце трансформатора, где происходит электромагнитная индукция и преобразование напряжения.

Бак и система охлаждения: Корпус и система жизнеобеспечения, обеспечивающие изоляцию, охлаждение и защиту активной части.

Взаимосвязи:

1. Активная часть (сердечник и обмотки)
Это сборка, которая опускается в основной бак.

Сердечник: Изготовлен из тонких пластин высококачественной кремнистой стали (ориентированной по зерну). Пластины изолированы друг от друга для уменьшения потерь энергии из-за вихревых токов.

Функция: Обеспечивает путь с низким сопротивлением для магнитного потока, связывая первичную и вторичную обмотки.

Форма: Обычно закрытый сердечник (например, простой прямоугольник или «намотанный сердечник») для повышения эффективности.

Обмотки (катушки): Это проводники, намотанные вокруг стержней сердечника. Всегда есть как минимум два набора: высокое напряжение (HV) и низкое напряжение (LV).

Материал проводника: Изготовлен из меди или алюминия, изолирован бумагой или эмалью.

Расположение: Обмотка низкого напряжения расположена ближе к сердечнику, а обмотка высокого напряжения намотана концентрически снаружи. Это уменьшает количество изоляции, необходимой между обмоткой низкого напряжения и заземленным сердечником.

Изоляция: Ключевые прокладки и барьеры из прессованного картона и изоляционной бумаги используются для разделения обмоток друг от друга и от сердечника, а также для обеспечения механической прочности.

Переключатель ответвлений: Устройство, которое позволяет регулировать количество витков в одной из обмоток (обычно высокого напряжения), тем самым изменяя коэффициент трансформации.

Переключатель ответвлений без нагрузки (переключатель ответвлений без напряжения - DETC): Регулировка может быть выполнена только тогда, когда трансформатор обесточен.

Переключатель ответвлений под нагрузкой (OLTC): Может регулировать ответвления, когда трансформатор находится под напряжением и подает нагрузку. Это сложный компонент, часто размещенный в отдельном отсеке от основного бака, чтобы предотвратить загрязнение основного масла.

2. Бак и система охлаждения
Основной бак: Прочный сварной стальной бак, который служит основным контейнером для активной части и изоляционного масла. Он спроектирован герметичным.

Трансформаторное масло: Высокоочищенное минеральное масло или синтетическое эфирное масло, которое заполняет бак.

Функции:

Изоляция: Это превосходная диэлектрическая среда, изолирующая токоведущие обмотки друг от друга и от заземленного бака.

Охлаждение: Циркулирует за счет естественной конвекции (или перекачивается), поглощая тепло от сердечника и обмоток и рассеивая его через стенки бака и радиаторы.

Радиаторы и трубки: Пластинчатые панели или банки трубок, прикрепленные к основному баку для увеличения площади поверхности рассеивания тепла. Масло циркулирует через них, и тепло передается окружающему воздуху.

Вентиляторы охлаждения: Для больших трансформаторов вентиляторы устанавливаются на радиаторах, чтобы нагнетать воздух над ними, значительно увеличивая скорость охлаждения. Это называется принудительным воздушным охлаждением.

Масляные насосы: В больших трансформаторах насосы используются для принудительной циркуляции масла, повышая эффективность теплопередачи.

3. Защитные и контрольные аксессуары
Они имеют решающее значение для безопасной и надежной работы трансформатора.

Маслорасширитель (расширительный бак): Меньший цилиндрический бак, установленный над основным баком и соединенный с ним трубой. Он заполнен маслом только частично.

Функция: Позволяет полностью заполнить основной бак маслом. Когда масло нагревается и расширяется, или охлаждается и сжимается, уровень масла в маслорасширителе поднимается и опускается, предотвращая повышение давления или образование вакуума в основном баке.

Дыхательное устройство: Небольшой контейнер, прикрепленный к маслорасширителю, заполненный влагопоглощающим материалом, таким как силикагель. Когда трансформатор «дышит» из-за температурных циклов, воздух, проходящий через дыхательное устройство, высушивается, предотвращая попадание влаги в масло и ухудшение его изоляционных свойств. Силикагель синий в сухом состоянии и становится розовым при насыщении влагой.

Реле Бухгольца: Очень важное газовое реле, установленное в трубе между основным баком и маслорасширителем.

Функция: Обнаруживает внутренние неисправности. Незначительные неисправности генерируют медленные газовые пузырьки, которые накапливаются в реле, вызывая тревогу. Серьезные неисправности вызывают внезапный скачок масла, который отключает автоматические выключатели трансформатора, чтобы отключить его от сети. Это основное защитное устройство.

Реле внезапного давления: Современная альтернатива или дополнение к реле Бухгольца, которое обнаруживает быстрые волны давления внутри бака, вызванные серьезной внутренней неисправностью.

Вводы: Высоковольтные, фарфоровые или композитные изоляторы, которые позволяют электрическим соединениям от обмоток высокого и низкого напряжения проходить через стенку бака и подключаться