Prečo potrebuje transformátor prenášaný olejom olej?

Olejové transformátory sú chrbtovou kosťou elektrických sietí prenosu elektrickej energie a distribučných sietí na celom svete. Zatiaľ čo jadro a vinutia vykonávajú základnú úlohu transformácie napätia, okolitá dielektrická tekutina-minerálny olej alebo čoraz viac, menej naznačili alternatívy-hrá niekoľko nevyhnutných úloh kritických pre prevádzku, dlhovekosť a bezpečnosť transformátora. Pochopenie týchto funkcií zdôrazňuje, prečo olej nie je iba výplňou, ale nevyhnutnou súčasťou.

Elektrická izolácia:

Funkcia jadra: Primárnou úlohou transformátorového oleja je pôsobiť ako elektrický izolátor. Vysoké napätia prítomné v transformátore vyžadujú robustnú izoláciu medzi samotnými živými vinutiami, medzi vinutiami a uzemneným jadrom a medzi vinutiami a nádržou transformátora.

Dielektrická pevnosť: Transformátorový olej má vysokú dielektrickú pevnosť, výrazne vyššiu ako vzduch. Táto vlastnosť zabraňuje elektrickému oblúku alebo flashoveru medzi komponentmi pracujúcimi s rôznymi potenciálmi, čo by mohlo spôsobiť katastrofické zlyhanie. Olej vyplňuje medzery medzi pevnou izoláciou (papier, lisovacia tabuľa) a vodičmi, ktoré eliminujú vzduchové vrecká, ktoré by mohli viesť k čiastočným výbojom.

Rozptyl tepla (chladenie):

Absorbovanie tepla: Počas prevádzky generujú elektrické straty (straty I2R vo vinutí, straty jadra) značné teplo v transformátore.

Prenos tepla: Olej pôsobí ako vysoko účinný chladivo. Cirkuluje prirodzene (alebo cez čerpadlá vo väčších jednotkách) v dôsledku konvekčných prúdov. Keď olej tečie cez vyhrievané jadro a vinutie, absorbuje teplo.

Vyhrievané odmietnutie: vyhrievaný olej sa potom pohybuje smerom k chladiacim povrchom transformátora - zvyčajne radiátory alebo chladiace plutvy. Tu sa teplo rozptyľuje do okolitého okolitého vzduchu. Tento kontinuálny cyklus zachováva vnútornú prevádzkovú teplotu transformátora v rámci bezpečných konštrukčných limitov, čím zabráni tepelnej degradácii tuhej izolácie (čo by rýchlo zlyhalo, ak by sa prehrialo). Efektívne chladenie priamo ovplyvňuje kapacitu zaťaženia a životnosť transformátora.

Ochrana pred oxidáciou a vlhkosťou:

Funkcia bariéry: Olej vytvára bariéru medzi vnútornými komponentmi transformátora (predovšetkým izoláciou celulózového papiera a kovovými vinutiami/jadrami) a atmosférickým kyslíkom.

Predchádzanie oxidácii: minimalizácia expozície kyslíka významne spomaľuje proces oxidácie a starnutia samotného oleja, ako aj zásadne na izoláciu celulózy. Oxidácia degraduje izolačné vlastnosti v priebehu času.

Kontrola vlhkosti: Zatiaľ čo olej je neodmysliteľne hygroskopický (absorbuje vlhkosť), dobre udržiavaný objem oleja pomáha predchádzať priamo kondenzácii atmosférickej vlhkosti na agradovanie kritickej izolácie tuhej látky. Vlhkosť v pevnej izolácii drasticky znižuje svoju dielektrickú pevnosť a zrýchľuje starnutie.

Arc supresia (stav poruchy):

Zmiernenie vnútornej poruchy: V nešťastnej udalosti vnútornej elektrickej poruchy (napr. Skrateným obvodom) olej zohráva dôležitú úlohu pri ochladení výsledného oblúka. Zatiaľ čo oblúk je mimoriadne škodlivý, olej pomáha rýchlo de-ionizovať dráhu oblúka a uhasiť ju, čo bráni nekontrolovateľne nekontrolovateľne eskalovaniu. Táto kontajnment nakupuje kritický čas na prevádzkovanie a izolovanie transformátora.

Monitorovanie stavu:

Diagnostické médium: Transformátorový olej slúži ako cenný diagnostický nástroj. Postupom času rozpúšťa plyny produkované normálnymi procesmi starnutia a čo je dôležitejšie, abnormálnymi podmienkami, ako je prehrievanie, čiastočné výboje alebo oblúk.

Analýza rozpusteného plynu (DGA): Pravidelný odber vzoriek a analýza rozpustených plynov v oleji (DGA) je primárnou metódou na hodnotenie vnútorného zdravia transformátora s olejom. Špecifické plyny a ich koncentrácie môžu naznačovať typ a závažnosť rozvoja problémov, čo umožňuje prediktívnu údržbu pred veľkým zlyhaním.

Olej v olejovom prenášanom transformátore nie je ani zďaleka inertný. Je to multifunkčná technická tekutina kritická pre bezpečnú a spoľahlivú prevádzku. Jeho vysoká dielektrická pevnosť zaisťuje elektrickú integritu, účinná schopnosť prenosu tepla zabraňuje nebezpečnému prehriatiu a poskytuje podstatnú ochranu pred degradáciou životného prostredia. Okrem toho pôsobí ako prvá obrana počas vnútorných porúch a slúži ako neoceniteľný ukazovateľ vnútorného stavu transformátora. Bez týchto životne dôležitých funkcií vykonávaných olejom by bola nemožná spoľahlivá, dlhodobá prevádzka vysokorýchlostných transformátorov, ktoré sú opory našej elektrickej mriežky. Alternatívy, ako je transformátory suchého typu, existujú pre konkrétne aplikácie, ale pre náročné požiadavky vysoko napätia vysokokapacitnej transformácie energie, dizajn s olejom zostávajú dominantné, najmä kvôli jedinečným výhodám poskytovaným dielektrickým olejom.