Verdelertransformator gevuld met minerale olie

Waarom minerale olie?
Zoals u mogelijk al weet, zijn verdelingstransformatoren gevuld met minerale olie het meest voorkomende type verdelingstransformatoren. Ze behoren tot de belangrijkste componenten en kunnen worden aangetroffen in elektriciteitsvoorzieningssystemen over de hele wereld.

Hoewel de isolerende olie een ontvlambare vloeistof is, is de betrouwbaarheid van oliegedrenkte transformatoren over vele jaren in energievoorzieningssystemen bewezen, waarbij een veilige energievoorziening van groot belang is.

Minerale olie is echter brandbaar. Hoewel de meeste fouten in de windingen van een transformator meestal niets meer dan een olie-uitstoot veroorzaken, is ontbranding mogelijk, vooral wanneer er een elektrische boog net onder het oppervlak van de olie ontstaat.

In dergelijke gevallen wordt vaak gekozen voor een droogtransformatortype of een transformator gevuld met een vloeistof met een hoge brandpunttemperatuur. De integriteit van het isolatiesysteem in een oliegedrenkte transformator hangt gedeeltelijk af van de toestand van de olie. In de meeste gevestigde energievoorzieningsnetwerken ter wereld is het een algemene praktijk om transformatoren te laten "ademhalen" als de isolerende vloeistof uitdijt en samentrekt met de belasting.

Het is echter ook erkend dat het implementeren van een bepaald soort beschermingssysteem om de besmetting van de isolerende vloeistof door luchtvervuiling te voorkomen, het voordeel biedt van een langere levensduur van de isolatie, vooral bij hoge belastingsfactoren.

Voor de meeste verdelingstransformatoren beneden 500 kVA die in de gematigde zones van de wereld zijn geïnstalleerd, is het eenvoudigste maar volledig voldoende oliebeschermingssysteem een silica-gel droogelement.

Tijdens verminderde belastingsomstandigheden gaat de lucht die in de transformatorbak wordt gezogen eerst door een oliebad om vaste vervuiling te filteren. Daarna gaat het door de droogende silica-gelkristallen, die effectief vocht verwijderen.

Het meest voorkomende type oliebeschermingssysteem bestaat waarschijnlijk uit een conservator of expansievat. Deze opstelling heeft een sump die de meeste luchtvervuiling opvangt (zoals getoond in Figuur 1 hierboven).

De meest directe manier om olievervuiling te voorkomen, is de tank af te sluiten van de buitenlucht en deze zo te ontwerpen dat hij de druk kan weerstaan die wordt opgewekt door de uitdijende koelvloeistof (Figuur 2). Vanwege de oplosbaarheid van gas in olie blijven deze drukken relatief laag en overschrijden ze zelden 0,43 kg/cm² onder stabiele belastingsomstandigheden.

De komst van gespecialiseerde machines die staalplaten automatisch vouwen en lassen in diepe ribbels voor de zijden van de transformatorbak, heeft ervoor gezorgd dat geribbelde tanks kosteneffectiever zijn geworden. De staalplaten variëren doorgaans in dikte van 1,2 tot 1,5 mm, wat resulteert in een lichte en compacte tank. De mechanische sterkte komt voort uit de nauw op elkaar geplaatste, diepe ribbels.

Staalplaten met breedtes tot 2000 mm en dieptes van 400 mm maken het mogelijk om transformatoren tot 5000 kVA te koelen met deze methode. Hun typische toepassing is echter in verdelingstransformatoren met capaciteiten tot 1600 kVA.

De flexibiliteit van geribbelde panelen heeft geleid tot de ontwikkeling van het volledig afgesloten geribbelde tankontwerp. In dit ontwerp is de tank volledig gevuld, en de expansie van de vloeistof wordt gecompenseerd door de buiging van de wanden van de tank. De vloeistof binnen de tank heeft geen contact met de atmosfeer, wat helpt bij het behouden van het isolatiesysteem van de transformator en het verminderen van onderhoudsvereisten.

Geribbelde transformatortankontwerpen worden al meer dan 30 jaar gebruikt en worden nu erkend als een betrouwbare tankconstructiemethode.