ترانسفورماتور توزیع پر از روغن معدنی

چرا نفت معدنی؟
همانطور که ممکن است بدانید، ترانسفورماترهای توزیع پر از نفت معدنی رایج‌ترین نوع ترانسفورماترهای توزیع هستند. این دستگاه‌ها از مهم‌ترین اجزا 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 جایی که تأمین برق امن از اهمیت بالایی برخوردار است، به خوبی اثبات شده است.

با این حال، نفت معدنی قابل اشتعال است. در حالی که بیشتر شرایط خرابی در پیچ‌های ترانسفورماتور منجر به صرف اخراج روغن می‌شود، 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 یک ترانسفورماتور پر از مایع با نقطه آتش‌سوزی بالا برای نصب انتخاب می‌شود. تمامیت سیستم عایق‌بندی در یک ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن بخشی به حالت روغن بستگی دارد. در بیشتر شبکه‌های تأمین برق مستقر در سراسر جهان، عمل رایج اجازه دادن به ترانسفورماتورها برای "تنفس" طبیعی در حالی که مایع عایق‌بندی با تغییر بار گسترش و انقباض می‌یابد، بوده است.

با این حال، همچنین شناخته شده است که اجرای برخی از انواع سیستم‌های محافظت برای جلوگیری از آلودگی مایع عایق‌بندی توسط آلودگی‌های هوایی مزیت طول عمر بیشتر عایق‌بندی را ارائه می‌دهد، به ویژه زمانی که عوامل بار بالا هستند.

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

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

متداول‌ترین نوع سیستم محافظت روغنی ممکن شامل یک محافظ یا ظرف گسترش است. این سیستم شامل یک سیلت که بیشتر آلودگی‌های هوایی را (همان‌طور که در شکل ۱ بالا نشان داده شده) جمع‌آوری می‌کند.

روش ساده‌ترین برای جلوگیری از آلودگی روغن، مسدود کردن ظرف از هوا خارج و طراحی آن برای تحمل فشارهای تولید شده توسط مایع خنک‌کننده گسترش یافته (شکل ۲) است. به دلیل حل شدن گاز در روغن، این فشارها نسبتاً کم می‌مانند و به ندرت تحت شرایط بار پایدار ۰.۴۳ کیلوگرم/سانتی‌متر مربع را تجاوز می‌کنند.

ظهور ماشین‌آلات تخصصی که به طور خودکار صفحات فولادی را تا می‌کنند و به گودال‌های عمیق تبدیل می‌کنند برای تشکیل دیواره‌های ظرف ترانسفورماتور، ظرف‌های گودالی را به صورت هزینه‌ای ارزان‌تر کرده است. ضخامت صفحات فولادی معمولاً بین ۱.۲ تا ۱.۵ میلی‌متر متغیر است که نتیجه آن یک ظرف سبک و فشرده است. مقاومت مکانیکی آن از گودال‌های عمیق و نزدیک به هم گرفته می‌شود.

صفحات فولادی با عرض تا ۲۰۰۰ میلی‌متر و عمق ۴۰۰ میلی‌متر اجازه می‌دهند تا ترانسفورماتورهای با ظرفیت تا ۵۰۰۰ کیلووات با استفاده از این روش خنک شوند. با این حال، کاربرد معمول آن‌ها در ترانسفورماتورهای توزیع با ظرفیت تا ۱۶۰۰ کیلووات است.

انعطاف‌پذیری پانل‌های گودالی منجر به توسعه طراحی ظرف گودالی کاملاً مسدود شده شده است. در این طراحی، ظرف کاملاً پر می‌شود و گسترش مایع با تغییر شکل دیواره‌های ظرف تأمین می‌شود. مایع داخل ظرف با اتمسفر تماس ندارد که به حفظ سیستم عایق‌بندی ترانسفورماتور و کاهش نیازهای نگهداری کمک می‌کند.

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