Transformadors de forats: Funció tipus i guia d'instal·lació

Transformadors de forat: aïllament extern i components conductors

Els forats dels transformadors són els principals dispositius d'aïllament extern muntats en la cisterna del transformador. Els cabots provenents de les bobines del transformador han de passar a través d'aquests forats aïllants, que proporcionen aïllament entre els cabots, així com entre els cabots i la cisterna del transformador, mentre també serveixen per assegurar mecànicament els cabots.

Depenent del nivell de tensió, hi ha diversos tipus de forats de transformador: forats de porcellana, forats amb oli i forats de tipus condensador.

• Els forats de porcellana es fan servir habitualment en transformadors de 10 kV i menys. Consisteixen en un rodall conductor de cobre que passa a través d'un capser de porcellana, amb l'aire que proporciona l'aïllament intern.

• Els forats amb oli s'utilitzen típicament en transformadors de classe 35 kV. Aquests forats estan omplerts d'oli aïllant dins del capser de porcellana, a través del qual passa un conductor de cobre aïllat amb paper impregnat d'oli.

• Els forats de tipus condensador es fan servir en transformadors de alta tensió superiors a 100 kV. Consisteixen en una unitat principal d'aïllament (nucli del condensador), capsers superior i inferior de porcellana, una màniga de connexió, un dipòsit d'oli (conservador), un conjunt de molles, una base, un anell de gradació (escut de corona), un terminal de mesura, un terminal de línia, juntes de goma i oli aïllant.

Els forats dels transformadors serveixen per portar els cabots de les bobines d'alta i baixa tensió fora de la cisterna d'oli. No només proporcionen aïllament entre els cabots i el terra, sinó que també tenen un paper crític en assegurar els cabots. Com a un dels components conductors del transformador, els forats porten la corrent de càrrega de manera contínua durant l'operació normal i han de resistir la corrent de curtcircuït durant els defectes externs.

Per tant, es fan aplicables les següents exigències als forats dels transformadors:

• Han de tenir una força d'aïllament elèctric especificada i força mecànica suficient.

• Han de mostrar una bona estabilitat tèrmica i ser capaces de resistir sobrecalents momentanis durant condicions de curtcircuït.

• Haurien de tenir un tamany compacte, pes lleuger, excel·lent rendiment de precint, alta intercanviabilitat i facilitat de manteniment.

El forat està compost principalment per un nucli de condensador, un dipòsit d'oli, una flange i capsers superior i inferior de porcellana. L'aïllament principal és el nucli de condensador, format per capes capacitatives concèntriques connectades en sèrie. Aquest conjunt està enclos en una cambra sel·lada formada pels capsers superior i inferior de porcellana, el dipòsit d'oli, la flange i la base. La cambra està omplerta amb oli de transformador tractat, resultant en una estructura d'aïllament d'oli-paper. Es fan servir juntes de goma resistent a l'oli en les superfícies de contacte entre els components principals. Tots els components són comprimits juntament per una força de precàrrega central aplicada a través d'un conjunt de fortes molles situades en el dipòsit d'oli, assegurant que tot el forat romangui hermèticament sel·lat.

La flange està dotada d'un plug de ventilaire, un dispositiu d'exemple d'oli i terminals per mesurar la pèrdua dielèctrica (tan δ) i la descàrrega parcial (PD). Durant l'operació, s'ha d'instal·lar la cobertura protectora del terminal de mesura per assegurar una malla fiable de la pantalla (tap de prova); es prohibeix estrictament l'estat de circuit obert.

Hi ha dos mètodes de connexió principals entre el forat i els cabots d'alta tensió del transformador:

• Tipus penetració de cable

• Tipus de port de corrent de barra conductora

Inspecció prèvia a la instal·lació dels forats dels transformadors:

Abans de la instal·lació, s'han de realitzar les següents comprovacions:

• Comprovar la superfície de la porcellana per cercar rajoles o danys.

• Assegurar-se que les superfícies interiors del coll de la flange i l'anell de gradació estiguin netejades a fons.

• Confirmar que el forat hagi passat tots els tests requerits.

• Per als forats amb oli, verificar que l'indicació del nivell d'oli sigui normal i comprovar si hi ha alguna filtració d'oli.

Els forats han de ser utilitzats en les condicions especificades pel seu designació de model, i s'han d'observar les següents precaucions:

• Integritat del precint: Assegurar que el forat roman sel·lat és clau per assolir una llarga vida útil. Qualsevol punt de precint pertorbat durant la instal·lació o el manteniment ha de ser restablert cuidadosament a la seva condició original sel·lada.

• Control i ajust del nivell d'oli: El nivell d'oli dins del forat s'ha de monitorar periòdicament durant l'operació. Si el nivell d'oli és massa alt o massa baix, cal fer un ajust.

• Si el nivell d'oli és massa alt, l'excés d'oli es pot drejar lentament a través del plug de drejatge de la flange.

• Si el nivell d'oli és massa baix, s'ha d'afegir oli de transformador qualificat del mateix grau especificat a la placa de dades a través del port de ompliment del dipòsit d'oli.

• Per als forats amb resultats de proves d'oli constants normals en les proves preventives anuals, es pot estendre convenientment l'interval entre les proves preventives per reduir la freqüència de mostres d'oli. Qualsevol problema s'ha de referir al fabricant. El forat no s'ha de desmunir per l'usuari.

Procediment correcte de mostreig d'oli:
Netejar l'àrea al voltant del plug de drejatge de la flange. Obriu el plug i feu girar lentament un tub de mostreig d'oli dedicat al forat roscat central del plug fins que toqui el precint intern. Apretar el tub per comprimir la junta de precint, permetent que l'oli de transformador dins del forat surti a través del tub. Després del mostreig, revertir els passos anteriors per restablir la condició sel·lada original.

Nota: En treure el tub, no allargueu el plug de drejatge. Si es produeix algun allargament, apretar immediatament el plug amb la llave adequada.

Malla del terminal de mesura:
Es proporciona un terminal de mesura a la flange del forat. Quan es mesuri la pèrdua dielèctrica o la descàrrega parcial, treure la cobertura del terminal i connectar el fil de prova—el terminal està aïllat de la flange. Després de la prova, la cobertura del terminal s'ha de reemplaçar segurament per assegurar una malla fiable. El terminal de mesura mai s'ha de deixar en circuit obert durant l'operació.

Nota sobre la mesura de la pèrdua dielèctrica:
El valor de la pèrdua dielèctrica mesurat a 10 kV in situ pot diferir dels dades de prova de fabrica degut a influències com l'instrument de mesura, la posició del forat i les condicions ambientals. Es recomana utilitzar un pont Schering d'alta tensió per a la mesura, i les dades obtingudes en condicions d'alta tensió s'han de considerar autoritàries.