Conosci i componenti principali di un trasformatore immerso in olio?

Il trasformatore immerso in olio, come comunemente usato Attrezzatura per trasformatori Nel sistema di alimentazione, oltre ai componenti principali dei trasformatori ordinari, presenta un componente speciale aggiuntivo relativo all'isolamento e all'olio di raffreddamento. I componenti principali possono essere classificati in tre categorie: componenti del nucleo elettromagnetico, serbatoio dell'olio e sistema di raffreddamento, e componenti di isolamento e protezione. I dettagli sono i seguenti:
1. Componenti del nucleo elettromagnetico (nucleo di conversione dell'energia)
Nucleo di ferro
Funzione: forma il circuito magnetico ed è il mezzo per l'induzione elettromagnetica. Realizza il trasferimento di energia tra gli avvolgimenti primario e secondario attraverso un'elevata conduttività magnetica e, grazie a un design speciale, riduce le perdite per isteresi e le perdite per correnti parassite.
Materiale: realizzato impilando fogli di acciaio al silicio orientati (con uno spessore solitamente compreso tra 0,23 e 0,3 mm), con vernice isolante applicata tra i fogli per impedire la generazione di correnti parassite; per i trasformatori di grandi dimensioni, il nucleo di ferro può anche adottare una struttura di giunzione multilivello per ottimizzare ulteriormente il circuito magnetico.
Struttura: solitamente in una struttura di tipo nucleo (con avvolgimenti che circondano la colonna del nucleo di ferro) o in una struttura di tipo guscio (con il nucleo di ferro che circonda gli avvolgimenti) in alcuni scenari speciali.
Avvolgimenti (bobine)
Funzione: l'avvolgimento primario fornisce energia elettrica per generare un campo magnetico alternato, mentre l'avvolgimento secondario, nel campo magnetico, induce un campo elettrico per generare energia elettrica, ottenendo la trasformazione di tensione e corrente.
Materiale: composto principalmente da fili di rame ad alta conduttività (per alcuni trasformatori a bassa tensione e piccola capacità vengono utilizzati fili di alluminio), con la superficie del filo ricoperta da materiali isolanti come carta isolante, filato di cotone o vernice epossidica per garantire l'isolamento tra gli avvolgimenti e tra gli avvolgimenti e il nucleo di ferro.
Struttura: in base ai livelli di tensione, si dividono in avvolgimenti ad alta tensione e avvolgimenti a bassa tensione. Solitamente, gli avvolgimenti ad alta tensione hanno più spire e fili più sottili, mentre quelli a bassa tensione hanno meno spire e fili più spessi; il metodo di avvolgimento include il tipo a strati (con isolamento trasparente tra gli strati, adatto per bassa tensione) e il tipo a torta (buona dissipazione del calore, adatto per alta tensione).
2. Serbatoio dell'olio e sistema di raffreddamento (nucleo di isolamento e dissipazione del calore)
Serbatoio dell'olio
Funzione: Come guscio di Il Trasformatore, contiene olio isolante al suo interno e sostiene il nucleo di ferro e gli avvolgimenti, isolando l'ambiente esterno (impedendo la penetrazione di polvere e umidità).
Struttura: realizzati saldando piastre di acciaio, i serbatoi dell'olio dei grandi trasformatori possono essere progettati a forma di campana (con il coperchio superiore sollevabile per una facile manutenzione) o a forma di barile; la superficie del serbatoio dell'olio è spesso saldata con tubi o piastre di dissipazione del calore per migliorare l'effetto di dissipazione del calore.
Olio isolante
Funzione: Doppia funzione: isolamento (separazione di avvolgimenti, nucleo di ferro e serbatoio dell'olio, ecc., per aumentare la resistenza dell'isolamento) e raffreddamento (tramite convezione che trasferisce il calore generato dagli avvolgimenti e dal nucleo di ferro alla parete del serbatoio dell'olio o allo scambiatore di calore).
Requisiti: deve avere un'elevata resistenza all'isolamento, una bassa viscosità (che facilita la convezione), un basso punto di congelamento (adatto agli ambienti a bassa temperatura) e una buona stabilità chimica (non soggetto a ossidazione e deterioramento).
Dispositivo di raffreddamento
Funzione: Migliora la dissipazione del calore. In base alla capacità e alle esigenze di raffreddamento, si suddivide in:
Raffreddamento naturale (ONAN): solo tramite convezione naturale della parete del serbatoio dell'olio e delle piastre di dissipazione del calore per il raffreddamento, adatto per trasformatori di piccola capacità;
Raffreddamento a circolazione forzata dell'olio (OFAF/OFWF): tramite la pompa dell'olio per far fluire l'olio isolante attraverso lo scambiatore di calore, oppure in combinazione con ventilatori per accelerare il flusso d'aria (raffreddamento ad aria) o il raffreddamento ad acqua (raffreddamento ad acqua), adatto per trasformatori di grande capacità.
3. Componenti di isolamento e protezione (Garanzia di funzionamento in sicurezza)
Boccole isolanti
Funzione: esporre gli avvolgimenti ad alta e bassa tensione all'interno del trasformatore all'esterno del serbatoio dell'olio e realizzare l'isolamento tra gli avvolgimenti e il serbatoio dell'olio (messa a terra).
Struttura: composta da boccole in porcellana (o gomma siliconica) e barre conduttive interne, classificate in base ai livelli di tensione come boccole a bassa tensione (in ceramica o bachelite) e boccole ad alta tensione (per lo più in ceramica, riempite con olio o tubi di carta isolante).
Interruttore a rubinetto
Funzione: regola la tensione di uscita del trasformatore modificando le spire dell'avvolgimento ad alta tensione, compensando le fluttuazioni di tensione nella rete elettrica (ad esempio ±5% o ±2,5% nell'intervallo di regolazione della tensione).
Tipo: diviso in interruttore a presa senza escursione (azionato senza interruzione di corrente, adatto per capacità piccole e medie) e interruttore a presa sotto carico (azionato con alimentazione inserita, adatto per scenari con requisiti di stabilità di alta tensione e grande capacità).
Dispositivi di protezione Serbatoio dell'olio (cuscino d'olio): collegato sopra il serbatoio dell'olio, compensa l'espansione/contrazione del volume dell'olio isolante dovuta alle variazioni di temperatura e riduce il contatto tra olio e aria (ritardando l'ossidazione). All'interno è installato anche un indicatore di livello dell'olio.
Assorbitore (sfiatatoio): collegato al serbatoio dell'olio, assorbe l'umidità dall'aria che entra nel cuscino d'olio attraverso il gel di silice per evitare che l'olio isolante si inumidisca.
Sfiato di sicurezza (tubo antideflagrante): quando si verifica un cortocircuito o altri guasti all'interno del trasformatore che causano un improvviso aumento della pressione, l'olio e il gas possono essere rilasciati attraverso il tubo antideflagrante per impedire lo scoppio del serbatoio dell'olio (i grandi trasformatori moderni utilizzano invece per lo più valvole di sicurezza).
Relè gas (gas relay): installato sul tubo di collegamento tra il serbatoio dell'olio e il serbatoio dell'olio, emette un segnale di allarme quando si verifica un piccolo guasto interno (generazione di gas) e interrompe automaticamente l'alimentazione quando si verifica un guasto grave (impatto del flusso d'olio) ed è il componente protettivo principale dei trasformatori immersi in olio.