ترانسفورماتور توزیع پر از روغن معدنی

چرا نفت معدنی؟
همانطور که ممکن است از قبل بدانید، ترانسفورماترهای توزیع پر شده با نفت معدنی رایج‌ترین نوع ترانسفورماترهای توزیع هستند. این دستگاه‌ها از مهم‌ترین مولفه‌ها هستند و در سیستم‌های تأمین برق در سراسر جهان یافت می‌شوند.

با این حال که روغن عایق‌بندی قابل اشتعال است، قابلیت اطمینان ترانسفورماترهای غوطه‌ور در روغن طی سال‌های زیادی در سیستم‌های تأمین برق که امنیت تأمین برق در آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است، به خوبی ثابت شده است.

با این حال، نفت معدنی قابل اشتعال است. در حالی که بیشتر شرایط خرابی در پیچیده‌های ترانسفورماتور معمولاً تنها با تخلیه روغن همراه است، احتمال اشتعال وجود دارد، به ویژه وقتی که یک قوس الکتریکی دقیقاً زیر سطح روغن تشکیل می‌شود.

در چنین مواردی، معمولاً یک ترانسفورماتور خشک یا ترانسفورماتور پر شده با مایعی با نقطه آتش‌گیری بالا برای نصب انتخاب می‌شود. تمامیت سیستم عایق‌بندی در یک ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن، بخشی به وضعیت روغن بستگی دارد. در بسیاری از شبکه‌های تأمین برق مستقر در سراسر جهان، اجازه دادن به ترانسفورماتورها برای "تنفس" طبیعی با تغییر حجم مایع عایق‌بندی با توجه به بار، یک عمل رایج بوده است.

با این حال، شناخته شده است که اجرای نوعی از سیستم محافظت برای جلوگیری از آلودگی مایع عایق‌بندی توسط آلاینده‌های هواپخش، مزیت طول عمر طولانی‌تر عایق‌بندی را فراهم می‌کند، به ویژه وقتی عوامل بار بالا هستند.

برای بیشتر ترانسفورماتورهای توزیع زیر ۵۰۰ kVA نصب شده در مناطق معتدل جهان، ساده‌ترین ولی کاملاً کافی‌ترین سیستم محافظت روغنی، یک تنفس‌گیر خشک‌کننده سیلیکا-ژل است.

در شرایط بار کاهش یافته، هوا که به داخل ظرف ترانسفورماتور جذب می‌شود ابتدا از طریق یک حمام روغن می‌گذرد تا آلاینده‌های جامد را فیلتر کند. سپس از طریق بلورهای سیلیکا-ژل خشک‌کننده می‌گذرد که موثر در حذف رطوبت هستند.

نوع معمول‌ترین سیستم محافظت روغنی ممکن شامل یک محافظ یا ظرف گسترشی است. این ساختار شامل یک مخزن است که بیشتر آلاینده‌های هواپخش (مانند نمایش شده در شکل ۱ بالا) را جذب می‌کند.

ساده‌ترین روش برای جلوگیری از آلودگی روغن، بستن ظرف از هوای خارج و طراحی آن برای تحمل فشارهای تولید شده توسط مایع خنک‌کننده گسترده (شکل ۲) است. به دلیل حل‌پذیری گاز در روغن، این فشارها نسبتاً کم هستند و به ندرت تحت شرایط بار پایدار ۰٫۴۳ kg/cm² را تجاوز می‌کنند.

ظهور ماشین‌آلات تخصصی که صفحات فولادی را به صورت خودکار تا می‌کنند و به صورت لبه‌های عمیق لحیم می‌کنند برای تشکیل دیواره‌های ظرف ترانسفورماتور، ظروف لبه‌دار را ارزان‌تر کرده است. ضخامت صفحات فولادی معمولاً بین ۱٫۲ تا ۱٫۵ میلی‌متر متغیر است که نتیجه می‌دهد ظرفی که هم سبک و هم فشرده است. قدرت مکانیکی آن از لبه‌های عمیق و نزدیک به هم ناشی می‌شود.

صفحات فولادی با عرض تا ۲۰۰۰ میلی‌متر و عمق ۴۰۰ میلی‌متر امکان خنک‌سازی ترانسفورماتورهای تا ۵۰۰۰ kVA را با این روش فراهم می‌کنند. با این حال، کاربرد معمول آن‌ها در ترانسفورماتورهای توزیع با ظرفیت تا ۱۶۰۰ kVA است.

انعطاف‌پذیری صفحات لبه‌دار منجر به توسعه طراحی ظرف کاملاً بسته لبه‌دار شده است. در این طراحی، ظرف کاملاً پر شده و گسترش مایع توسط انعطاف دیواره‌های ظرف جذب می‌شود. مایع داخل ظرف با جو تماس ندارد که به حفظ سیستم عایق‌بندی ترانسفورماتور و کاهش نیازهای نگهداری کمک می‌کند.

طراحی‌های ظرف ترانسفورماتور لبه‌دار بیش از ۳۰ سال استفاده شده‌اند و اکنون به عنوان یک روش ساخت ظرف معتبر شناخته شده‌اند.