Transformátor distribuční naplněný minerálním olejem

Proč minerální olej?
Jak možná už víte, transformátory napájecí s minerálním olejem jsou nejrozšířenějším typem distribučních transformátorů. Jsou to zásadní komponenty, které lze najít v elektrických dodávkových systémech po celém světě.

Ačkoli izolační olej je hořlavá kapalina, spolehlivost olejově namočených transformátorů byla v průběhu mnoha let dobře prokázána v dodávkových systémech, kde je zajištění bezpečného zásobování elektrickou energií nejdůležitější.

Minerální olej je však hořlavý. Zatímco většina poruch v cívkách transformátoru obvykle vedou pouze k vyústění oleje, zapálení je možné, zejména když se elektrický oblouk utvoří těsně pod povrchem oleje.

V takových případech se často volí suchý transformátor nebo transformátor plněný kapalinou s vysokým teplotním bodem hoření. Integrita izolačního systému v olejově namočeném transformátoru závisí částečně na stavu oleje. Většinou na zavedených elektrických dodávkových sítích po celém světě je běžné umožnit transformátorům „dýchání“ přirozeně, když izolační kapalina expanduje a kontrahuje s nákladem.

Bylo však také uznáno, že implementace nějaké formy ochranného systému, který zabrání kontaminaci izolační kapaliny vzdušnými znečišťujícími látkami, nabízí výhodu delší životnosti izolace, zejména při vysokých zátěžových faktorech.

Pro většinu distribučních transformátorů do 500 kVA nainstalovaných v mírných oblastech světa je nejprostějším, ale plně dostatečným olejovým ochranným systémem dehydratační dýchací ventil s křemičitým gelelem.

Během snížených zátěžových podmínek je vzduch, který se dostane do nádrže transformátoru, nejprve projde olejovou lázní, aby odstranil tuhé kontaminanty. Poté prochází dehydratačními krystaly křemičitého gelelu, které efektivně odstraňují vlhkost.

Nejrozšířenějším typem olejového ochranného systému je pravděpodobně systém s rezervoářem nebo expanzní nádrží. Tento systém obsahuje sump, který zachytí většinu vzdušných kontaminantů (jak je znázorněno na obrázku 1 výše).

Nejprostějším způsobem, jak zabránit kontaminaci oleje, je uzavřít nádrž před vnějším vzduchem a navrhnout ji tak, aby odolala tlakům generovaným rozšiřujícím se chladicím olejem (Obrázek 2). Díky rozpustnosti plynu v oleji zůstávají tyto tlaky relativně nízké a zřídka přesahují 0,43 kg/cm² za stabilních zátěžových podmínek.

Nástup specializovaných strojů, které automaticky složí a spárují ocelové plechy do hlubokých hrbolků pro tvoření stěn nádrže transformátoru, udělal hrbolové nádrže ekonomičtější. Ocelové plechy mají obvykle tloušťku od 1,2 do 1,5 mm, což vede k tomu, že nádrž je lehká a kompaktní. Mechanická pevnost je získána z úzkého rozmístění hlubokých hrbolků.

Ocelové plechy široké až 2000 mm a hluboké 400 mm umožňují chlazení transformátorů s výkonem až 5000 kVA touto metodou. Jejich typické použití je však v distribučních transformátorech s výkonem až 1600 kVA.

Flexibilita hrbolových panelů vedla k vývoji úplně uzavřeného hrbolového nádržového designu. V tomto designu je nádrž plně naplněna a rozšiřování kapaliny je kompenzováno ohýbáním stěn nádrže. Kapalina uvnitř nádrže nemá kontakt s atmosférou, což pomáhá zachovat izolační systém transformátoru a snižuje požadavky na údržbu.

Hrbolové návrhy nádrží transformátorů jsou využívány více než 30 let a jsou nyní považovány za spolehlivou metodu výroby nádrží.