Spremnik za transformatorno ulje: Vrste strukture i funkcije objašnjenih

Uvod u konzervator transformatornog ulja

Konzervator je ključni uređaj za pohranu ulja u transformatorima. Kada se opterećenje transformatora poveća i temperatura ulja poraste, izolacijsko ulje unutar rezervoara se širi od topline, što dovodi do toga da prekomjerno ulje teče u konzervator. Obrnuto, kada temperatura opada, ulje iz konzervatora vraća se natrag u rezervoar. Taj proces omogućuje automatsku regulaciju razine ulja, čime konzervator služi za pohranu i dopunjivanje ulja, osiguravajući da rezervoar ostane pun uljem.

U isto vrijeme, konzervator smanjuje površinu kontaktiranja transformatornog ulja s zrakom. Vlažnost, prljavština i oksidirani mastni slam koji se apsorbiraju iz zraka osipa se na dno konzervatora, značajno usporavajući degradaciju transformatornog ulja.

Struktura konzervatora ulja

Tijelo konzervatora je cilindrični spremnik napravljen od zavarivanih čelikovih ploča, s volumenom otprilike 10% ukupne kapaciteta rezervoara. Montiran je vodoravno na vrhu rezervoara i povezan je s glavnim rezervoarom putem cijevi preko plinske relee, omogućujući slobodno padanje i penjanje razine ulja uz promjene temperature. Pri normalnim radnim uvjetima, minimalna razina ulja u konzervatoru treba biti viša od uzlaza visokonaponskog bushinga; za bushinge s spojenom strukturom, minimalna razina ulja treba biti iznad vrha bushinga. Na strani konzervatora instaliran je stakleni indikator razine ulja (ili indikator razine ulja) za stvarno vrijeme praćenja promjena razine ulja.

Vrste konzervatora ulja

Trenutno postoje tri glavne vrste konzervatora transformatornog ulja:

• Kapsulni konzervator: Sadrži gumeni kapsulator unutar kojeg je transformatorno ulje izolirano od vanjske atmosfere, pružajući prostor za termalnu ekspanziju i kontrakciju.

• Membranski konzervator: Koristi gumu membranu za odvajanje ulja od zraka i pružanje potrebnog volumena za termalnu ekspanziju i kontrakciju.

• Valjkasti konzervator: Koristi metalni bellow ekspanzijski uređaj za izolaciju ulja od atmosfere i akomodaciju promjena volumena ulja. Valjkasti konzervatori podijeljeni su na interne i eksterne ulje, s internim uljem koje nudi bolje performanse, ali veće dimenzije.

Metode siguranja konzervatora ulja

• Otvoren tip (nesezgani) konzervator: Transformatorno ulje je direktno izloženo vanjskom zraku. Taj dizajn ima loše siguranje, čime ulje postaje sklonost vlažnosti i oksidaciji, što dovodi do prekomjernog sadržaja vlažnosti i plinova, što utječe na sigurno funkcioniranje transformatora. Taj tip većinom je fazoniran i nalazi se samo u nekim niskonaponskim, malim kapacitetnim transformatorima.

• Kapsulni konzervator: Opremljen je otpornim na ulje gumenim kapsulatorom unutar konzervatora za izolaciju ulja od zraka. Kapsulator komunicira s atmosferom putem disanjeg cijevi i sušila, šireći se i kontrahirajući uz promjene razine ulja. Međutim, kapsulator je osjetljiv na staranje i pucanje, što dopušta ulazak vlažnosti i zraka u ulje, što dovodi do degradacije ulja, smanjene izolacijske performanse i povećanja dielektričnih gubitaka. Regularna zamjena silikagela je potrebna, a u težim slučajevima može biti potrebno filtriranje ulja ili isključivanje struje. Njegova upotreba se postepeno smanjuje.

• Membranski konzervator: Koristi membransku strukturu napravljenu od dvije slojeve nilonske tkanine sa hloroprenskom gumom i pokrivenom nitrijastom gumom vani. Međutim, ima visoke zahtjeve za montažom i održavanjem, s problemima poput curenja ulja i oštećenja gumenih komponenti, što utječe na sigurnost, pouzdanost i čistoću operacija. Njegova upotreba se također postepeno smanjuje.

• Metalni valjkasti (interni ulj) sezgani konzervator: Koristi metalni elastični element kao kompenzator, dozrijele tehnologije široko korištene u električnim sustavima više od 20 godina, proširujući tehnologiju pločnatih metalnih ekspanzora korištenih u instrumentnim transformatorima.

• Interni ulj vertikalni konzervator: Koristi bellows kao spremnike za ulje, s više bellows povezanih paralelno i vertikalno instaliranih na bazi, dodatnom vanjskom zaštitnim poklopcom, a kompenzacija volumena ulja ostvaren putem vertikalnog kretanja bellows, s uglavnom pravokutnim izgledom.

• Eksterni ulj horizontalni konzervator: Koristi bellows kao vazdušnu blager, horizontalno smješten unutar cilindra konzervatora, s izolacijskim uljem ispunitim između vanjske strane bellows i cilindra, a unutrašnjost bellows spojena s vanjskim zrakom. Kompenzacija volumena ulja ostvarena je putem ekspanzije i kontrakcije bellows, mijenjajući unutarnji volumen konzervatora, s horizontalno smještenim cilindričnim izgledom.

Značajke metalnog valjkastog konzervatora ulja

• Jezgra je opremljena amortizerom kao uređajem za zaštitu od pritiska, što može ublažiti utjecaj naglog porasta unutarnjeg pritiska ulja na tijelo konzervatora. Kada pritisak doseže granicu, jezgra se lomi kako bi se oslobodio pritisak, štiti tijelo transformatora i poboljšava pouzdanost operacija – jedinstvena značajka koja se ne nalazi u drugim konzervatorima.

• Jezgra sastoji se od jednog ili više jedinica bellows, s vanjskim zaštitnim poklopcom. Vanjska strana jezgre je izložena atmosferi, što omogućuje dobro rasipanje toplote i ventilaciju, promičući cirkulaciju ulja, smanjujući unutarnju temperaturu ulja i poboljšavajući pouzdanost operacija.

• Indikator razine ulja pomiče se sinkronizirano s ekspanzijom i kontrakcijom jezgre, nudeći visoku osjetljivost. Promjene razine ulja mogu se direktno vidjeti kroz pregledni otvor na zaštitnom poklopku, pružajući intuitivne i pouzdane čitanja. Na zaštitnom poklopku je instaliran limitni prekidač za alarm razine ulja, zadovoljavajući zahtjeve za neprekinutim nadzorom.

• Nema lažne razine ulja: Tradicionalni konzervatori se teško potpuno ispraznjuju od zraka, što može dovesti do lažnih razine ulja. Taj dizajn, s osjetljivim kretanjem jezgre i ravnotežnom čelikastom pločom stvarajući lagani pozitivni pritisak, efektivno ispušta unutarnji zrak dok se ne dostigne željena razina ulja, eliminirajući lažne razine ulja.

• Metalni bellows ekspanzori nisu prikladni za rezervoare ulja za promjenu stupnjeva pod opterećenjem: Promjena stupnjeva pod opterećenjem, ključni dio transformatora, često prilagođava napon prema opterećenju tijekom operacija. Lukovi generirani tijekom prilagođavanja dovode do dekompozicije ulja i stvaranja plinova. Ograničeni volumen potpuno sezganog metalnog bellows ekspanzora onemogućuje slobodno ispuštanje plinova, zahtijevajući česte lokacije ispuštanja na mjestu. Stoga proizvođači i korisnici ne preporučuju upotrebu potpuno sezganog metalnog bellows ekspanzora za male konzervatore promjene stupnjeva pod opterećenjem.