Conservador d'oli de transformador: Tipus Estructura i Funcions Explicades

Introducció al conservador d'oli del transformador

El conservador d'oli és un dispositiu crucial de reserva d'oli per als transformadors. Quan la càrrega del transformador augmenta i la temperatura de l'oli s'eleva, l'oli aïllant dins del dipòsit s'expandeix per l'efecte del calor, fent que l'excés d'oli vagi cap al conservador. A l'inrevés, quan la temperatura disminueix, l'oli del conservador torna a fluir cap al dipòsit. Aquest procés permet una regulació automàtica del nivell d'oli, permetent al conservador servir com a dispositiu de reserva i reposició d'oli, assegurant que el dipòsit estigui sempre ple d'oli.

Alhora, el conservador redueix l'àrea de contacte entre l'oli del transformador i l'aire. La humitat, el pols i les impuretes oxidades absorbides de l'aire es depositen en la trampa de sediments a la base del conservador, reduint significativament la degradació de l'oli del transformador.

Estructura del conservador d'oli

El cos del conservador és un recipient cilíndric fabricat amb plaques d'acer soldades, amb un volum aproximadament del 10% de la capacitat total del dipòsit. S'estableix horitzontalment a la part superior del dipòsit i es connecta al dipòsit principal mitjançant una tuberia a través d'un relé de gas, permetent que el nivell d'oli pugui variar lliurement amb els canvis de temperatura. En condicions normals d'operació, el nivell mínim d'oli al conservador ha de ser més alt que l'augment del forrell de tensions elevades; per a forrelles amb estructura connectada, el nivell mínim d'oli hauria de ser per sobre de la part superior del forrell. Es col·loca un indicador de nivell d'oli de vidre (o indicador de nivell d'oli) al costat del conservador per a la monitorització en temps real dels canvis de nivell d'oli.

Tipus de conservadors d'oli

Actualment, hi ha tres tipus principals de conservadors d'oli de transformadors:

• Conservador de tipus capsula: Disposa d'una capsula de cauca dins que aïlla l'oli del transformador de l'atmosfera externa mentre proporciona espai per a l'expansió i contractació tèrmica.

• Conservador de tipus diafragma: Utilitza un diafragma de cauca per separar l'oli de l'aire i proporciona el volum necessari per a l'expansió i contractació tèrmica.

• Conservador de tipus corrugat: Emplea un dispositiu d'expansió de campana metàllica per aïllar l'oli de l'atmosfera i acomodar els canvis de volum d'oli. Els conservadors corrugats es divideixen en tipus d'oli intern i extern, amb el tipus d'oli intern oferint millor rendiment però més gran en mida.

Mètodes de selatge dels conservadors d'oli

• Conservador obert (no selat): L'oli del transformador està directament exposat a l'aire extern. Aquest disseny té un selatge deficient, fent que l'oli sigui propens a la humitat i l'oxidació, resultant en un excés de humitat i contingut de gas, que afecta la operació segura del transformador. Aquest tipus s'ha eliminat gairebé completament i només es troba en alguns transformadors de baixa tensió i petita capacitat.

• Conservador de tipus capsula: Equipat amb una capsula de cauca resistenta a l'oli dins del conservador per aïllar l'oli de l'aire. La capsula comunica amb l'atmosfera a través d'una tubería respiradora i un dessecant, expandint-se i contractant-se amb els canvis de nivell d'oli. Tanmateix, la capsula és susceptible a l'envejeciment i a la creuació, permetent que la humitat i l'aire entren a l'oli, conduint a la degradació de l'oli, a la reducció del rendiment aïllant i a l'augment de la pèrdua dielèctrica. És necessari reemplaçar regularment el gel de sílica, i en casos greus, pot ser necessari filtrar l'oli o mantenir-lo sense alimentació. La seva aplicació està disminuint gradualment.

• Conservador de tipus diafragma: Utilitza una estructura de diafragma fabricada amb dues capes de teixit de nailon amb cauca cloroprenada i revestida amb cauca nitro fora. Tanmateix, té requisits elevats per als processos d'instal·lació i manteniment, amb problemes com la fuga d'oli i el dañ de components de cauca que afecten la seguretat, la fiabilitat i la neteja operativa de l'abastament d'energia. El seu ús també està disminuint gradualment.

• Conservador sellat de tipus ondulat metàl·lic (oli intern): Utilitza un element elàstic metàl·lic com a compensador, una tecnologia madura ampliament utilitzada en sistemes d'energia durant més de 20 anys, que extén la tecnologia d'expanders metàl·lics de placa utilitzats en transformadors d'instruments.

• Conservador vertical d'oli intern: Utilitza campanes com a recipients d'oli, amb diverses campanes connectades en paral·lel i instal·lades verticalment en una base, amb una coberta de pols externa afegida, i la compensació del volum d'oli assolida pel moviment vertical de les campanes, amb una aparença majoritàriament rectangular.

• Conservador horitzontal d'oli extern: Utilitza campanes com a vesica d'aire, col·locades horitzontalment dins del cilindre del conservador, amb oli aïllant omplint l'espai entre el costat exterior de les campanes i el cilindre, i l'interior de les campanes connectat a l'aire extern. La compensació del volum d'oli s'assoleix mitjançant l'expansió i contractació de les campanes, canviant el volum intern del conservador, amb una aparença cilíndrica col·locada horitzontalment.

Característiques del conservador d'oli ondulat metàl·lic

• La cavetat central està equipada amb un amortidor com a dispositiu de protecció de pressió, que pot atenuar l'impacte d'augments bruts de la pressió interna d'oli sobre el cos del conservador. Quan la pressió arriba al límit, el nucli es trencarà per alliberar la pressió, protegint el cos del transformador i millorant la fiabilitat operativa, una característica única no trobada en altres conservadors.

• El nucli consta d'una o més unitats de campanes, amb una coberta protectora externa. L'exterior del nucli està exposat a l'atmosfera, facilitant una bona dissipació de calor i ventilació, promovint la circulació de l'oli, reduint la temperatura interna de l'oli i millorant la fiabilitat operativa.

• L'indicador de nivell d'oli es mou sincronitzat amb l'expansió i contractació del nucli, oferint una alta sensibilitat. Els canvis de nivell d'oli es poden observar directament a través d'una finestra de visualització a la coberta protectora, proporcionant lectures intuïtives i fiables. Un interruptor de límit per a l'alarma de nivell d'oli està instal·lat a la coberta protectora, complint els requisits per a l'operació sense vigilància.

• No hi ha fenomen de nivell d'oli fals: Els conservadors tradicionals tenen dificultats per expulsar completament l'aire, podent causar nivells d'oli falsos. Aquest disseny, amb el seu sensible moviment del nucli i una placa d'equilibri que crea una lleugera pressió positiva, expulsa eficientment l'aire intern fins a assolir el nivell d'oli desitjat, eliminant els nivells d'oli falsos.

• Els expanders de campanes metàl·liques no són adequats per als dipòsits d'oli dels selectors de tocat de càrrega: El selector de tocat de càrrega, un component clau del transformador, ajusta frequentment la tensió basant-se en les condicions de càrrega durant l'operació. Els arcs generats durant l'ajustament duen a la descomposició de l'oli i a la producció de gas. El volum limitat dels expanders de campanes metàl·liques totalment sellats dificulta la liberació de gas, requerint ventiles freqüents in situ. Per tant, els fabricants i usuaris no recomanen utilitzar expanders de campanes metàl·liques totalment sellats per a petits conservadors de selectors de tocat de càrrega.