変圧器オイルコンサバタ：タイプ、構造、および機能の説明

トランスフォーマーオイルコンサーバの紹介

オイルコンサーバは、トランスフォーマーにとって重要な油貯蔵装置です。トランスフォーマーの負荷が増加し、油温が上昇すると、タンク内の絶縁油が熱により膨張し、余分な油がコンサーバに流れ込みます。逆に温度が下がると、コンサーバ内の油がタンクに戻ります。この過程により、自動的な油位調整が可能になり、コンサーバは油の貯蔵と補充の両方の機能を果たし、タンクが常に油で満たされるようにします。

同時に、コンサーバはトランスフォーマーオイルと空気との接触面積を減らします。空気から吸収された湿気、塵、酸化した油スラッジは、コンサーバ底部の沈殿トラップに沈殿し、トランスフォーマーオイルの劣化を大幅に遅らせます。

オイルコンサーバの構造

コンサーバ本体は溶接鋼板で作られた円筒形の容器であり、全タンク容量のおよそ10%の容積を持っています。これは水平にタンクの上部に設置され、ガスリレーを通じて主タンクとパイプラインで接続され、温度変化に応じて油位が自由に上下します。通常の運転条件下では、コンサーバ内の最低油位は高圧ブッシングのライザーよりも高くなければなりません。接続構造を持つブッシングの場合、最低油位はブッシングの上部より高い必要があります。コンサーバの側面にはガラス製の油位計（または油位表示器）が設置され、油位の変化をリアルタイムで監視することができます。

オイルコンサーバの種類

現在、トランスフォーマーオイルコンサーバには主に3つの種類があります：

• カプセル型コンサーバ: 内部にゴム製カプセルがあり、トランスフォーマーオイルを外部大気から隔離しながら、熱膨張と収縮のためのスペースを提供します。

• ダイヤフラム型コンサーバ: ゴム製ダイヤフラムを使用して油と空気を分離し、熱膨張と収縮に必要な容積を提供します。

• コルゲート型コンサーバ: 金属製ベルローズ拡張装置を使用して油を大気から隔離し、油量の変化に対応します。コルゲート型コンサーバは内部油型と外部油型に分けられ、内部油型は性能が良いですがサイズが大きいです。

オイルコンサーバの密封方法

• 開放型（非密封型）コンサーバ: トランスフォーマーオイルは直接外部空気に露出しています。この設計は密封性が悪く、油が湿気や酸化にさらされやすく、過剰な湿気とガス含有量によりトランスフォーマーの安全な運転に影響を与えます。このタイプはほとんど廃止されており、一部の低電圧、小容量トランスフォーマーにのみ見られます。

• カプセル型コンサーバ: コンサーバ内に油耐性ゴム製カプセルを装備し、油を空気から隔離します。カプセルは呼吸管と乾燥剤を通じて大気と連通し、油位の変化に応じて膨張と収縮します。しかし、カプセルは劣化や割れにかかりやすく、湿気や空気が油に入り込むことで油の劣化、絶縁性能の低下、誘電損失の増加につながります。定期的にシリカゲルの交換が必要で、重度の場合は油ろ過や停電メンテナンスが必要になることもあります。その使用は徐々に減少しています。

• ダイヤフラム型コンサーバ: 二重のナイロン布地とクロロプレンゴムを挟み込んだダイヤフラム構造を使用し、外側にニトリルゴムでコーティングされています。しかし、設置とメンテナンスプロセスに対する要求が高く、油漏れやゴム部品の損傷などの問題により、供給の安全性、信頼性、および運転清潔性に影響を与えます。その使用も徐々に減少しています。

• 金属コルゲート（内部油）密封型コンサーバ: 金属弾性要素を補償器として使用し、20年以上電力システムで広く使用されている成熟した技術で、計器用トランスフォーマーで使用される板状金属拡張器の技術を延長しています。

• 内部油垂直型コンサーバ: ベローズを油容器として使用し、複数のベローズを並列に接続し、基盤上に垂直に設置し、外部に埃カバーを追加し、ベローズの垂直移動によって油量補償を達成し、主に長方形の外観を持っています。

• 外部油水平型コンサーバ: ベローズをエアブラダーとして使用し、コンサーバシリンダー内に水平に配置し、ベローズの外側とシリンダーの間には絶縁油が充填され、ベローズの内側は外部空気と接続されています。ベローズの膨張と収縮によって油量補償が達成され、コンサーバの内部容積が変化し、水平に配置された円筒形の外観を持っています。

金属コルゲート型オイルコンサーバの特徴

• コアキャビティには、圧力保護装置としてダンパーが装備されており、内部油圧の急激な上昇によるコンサーバ本体への影響を和らげることができます。圧力が制限値に達すると、コアが破裂して圧力を解放し、トランスフォーマー本体を保護し、運転の信頼性を向上させます。これは他のコンサーバにはない特徴です。

• コアは1つ以上のベローズユニットで構成され、外部保護カバーがあります。コアの外側は大気に露出しており、良好な放熱と通風を促進し、油循環を促進し、内部油温を低下させ、運転の信頼性を向上させます。

• 油位指示器はコアの膨張と収縮とともに同期して動き、高感度です。保護カバーの視察窓から直接油位の変化を観察でき、直感的かつ信頼性の高い読み取りが可能です。保護カバーには油位警報用のリミットスイッチが設置され、無人運転の要件を満たしています。

• 偽の油位現象なし：伝統的なコンサーバは完全に空気を排出するのが難しく、偽の油位が生じることがあります。この設計では、敏感なコアの動きとバランス鋼板による微小正圧により、内部の空気を効果的に排出し、所望の油位に達するまで偽の油位を排除します。

• 金属ベローズ拡張器はオンロードタップチェンジャーオイルタンクには適していません：オンロードタップチェンジャーはトランスフォーマーの主要な構成要素であり、動作中に負荷条件に基づいて頻繁に電圧を調整します。調整時に発生するアークにより油が分解され、ガスが生成されます。完全密封型の金属ベローズ拡張器の有限な容積はガス放出を妨げ、頻繁な現場での排気が必要になります。そのため、メーカーとユーザーはオンロードタップチェンジャーの小さなコンサーバには完全密封型の金属ベローズ拡張器を使用しないことを推奨しています。