Wat zijn de belangrijkste componenten van een olie-ondergedompelde transformator?
Kern:
De kern is doorgaans gemaakt van gelamineerd staal en biedt een pad voor de magnetische flux. Het verbetert de efficiëntie van de energieoverdracht tussen de primaire en secundaire wikkelingen.
Wikkelingen:
Transformatoren hebben twee sets wikkelingen: primair en secundair. De primaire wikkeling is verbonden met de ingangsspanning, terwijl de secundaire wikkeling is verbonden met het uitgangscircuit. Deze wikkelingen zijn meestal gemaakt van koper of aluminium.
Isolatiemateriaal:
Isolatiematerialen worden gebruikt om de geleidende componenten, zoals de wikkelingen en de kern, te scheiden en te isoleren. Dit is van cruciaal belang om elektrische storingen te voorkomen en de veilige werking van de transformator te garanderen.
Olie:
Olie dient zowel als koelmedium als als isolatiemateriaal
olie-ondergedompelde transformator . Het helpt de warmte af te voeren die tijdens de werking wordt gegenereerd en zorgt voor extra isolatie. De olie fungeert ook als medium voor het doven van vlambogen in geval van een storing.
Tank:
De tank herbergt de kern, wikkelingen en olie. Het is meestal gemaakt van staal en is afgedicht om het binnendringen van vocht en verontreinigingen te voorkomen. De tank biedt mechanische ondersteuning en bescherming voor de transformatorcomponenten.
Buchholz-relais:
Het Buchholz-relais is een beveiligingsapparaat dat in het oliecircuit is geïnstalleerd. Het detecteert en reageert op interne fouten, zoals oververhitting of de aanwezigheid van gas dat door een fout wordt gegenereerd. Het relais kan een alarm activeren of de transformator uitschakelen om verdere schade te voorkomen.
Conservatortank:
De conservatortank is een expansievat dat is aangesloten op de hoofdtank. Het vangt veranderingen in het olievolume op als gevolg van temperatuurschommelingen, waardoor een stabiele interne druk wordt gehandhaafd en het binnendringen van vocht wordt voorkomen.
Schakelaar:
Sommige transformatoren zijn uitgerust met kraanwisselaars, waardoor de wikkelverhouding kan worden aangepast. Deze functie maakt spanningsregeling mogelijk, waardoor een consistent spanningsniveau in de secundaire wikkeling wordt gegarandeerd onder variërende belastingsomstandigheden.
Ontluchter:
De ontluchter is een apparaat dat aan de conservatortank is bevestigd en voorkomt dat vocht de transformator binnendringt. Het bevat doorgaans droogmiddelen om vocht te absorberen uit de lucht die in de transformator wordt gezogen tijdens het uitzetten en krimpen van de olie.
Drukontlastingsapparaat:
Dit apparaat is ontworpen om overtollige druk af te voeren die zich tijdens abnormale omstandigheden in de transformator kan opbouwen. Het helpt schade aan de transformator en de tank te voorkomen.
Hoe dient de olie als koelmedium in de oliebadtransformator?
Olie dient als koelmedium in
olie-ondergedompelde transformator door een combinatie van geleiding, convectie en straling. Hier is een overzicht van hoe dit koelproces plaatsvindt:
Warmteopwekking:
Tijdens de normale werking van een transformator treden er elektrische energieverliezen op als gevolg van de weerstand van de geleiders in de wikkelingen en de magnetische eigenschappen van de kern. Deze verliezen manifesteren zich als warmte.
Geleiding:
De warmte die in de wikkelingen en de kern wordt gegenereerd, wordt naar de omringende isolatieolie geleid. Transformatoren zijn ontworpen met materialen met een goede thermische geleidbaarheid om een efficiënte warmteoverdracht mogelijk te maken.
Convectie:
Natuurlijke convectie is een belangrijk mechanisme voor koeling in in olie ondergedompelde transformatoren. Naarmate de olie warmte absorbeert, wordt deze minder dicht en stijgt ze, waardoor een natuurlijke circulatie ontstaat. De verwarmde olie beweegt naar boven, en koelere, dichtere olie uit de bovenste delen van de transformator stroomt naar beneden om deze te vervangen. Deze convectieve stroom helpt de warmte binnen de transformator te verspreiden.
Geforceerde convectie:
In grotere transformatoren of transformatoren die aan zware belastingen worden blootgesteld, is natuurlijke convectie mogelijk niet voldoende. Geforceerde convectie wordt bereikt door koelventilatoren te gebruiken. Deze ventilatoren zijn strategisch in de transformator geplaatst om de oliecirculatie te verbeteren. Ze worden vaak bestuurd door temperatuursensoren die indien nodig worden geactiveerd.
Koeloppervlakken:
De buitenoppervlakken van de transformatortank fungeren als koeloppervlakken. Warmte wordt van de olie naar de tank overgebracht en van daaruit naar de omgeving uitgestraald. Sommige transformatoren hebben extra koelstructuren, zoals radiatoren of vinnen, die aan de tank zijn bevestigd om het oppervlak te vergroten voor een betere warmteafvoer.
Conservatortank:
Veel
olie-ondergedompelde transformator omvatten een conservatortank die is aangesloten op de hoofdtank. De conservatortank biedt ruimte voor het uitzetten en inkrimpen van de olie als de temperatuur verandert. Deze functie helpt een stabiele interne druk te behouden en voorkomt het binnendringen van vocht en lucht in de transformator, waardoor een efficiënte koeling wordt gegarandeerd.
Straling:
Warmte wordt ook afgevoerd door straling van de externe oppervlakken van de transformatortank. Dit is vooral relevant wanneer de transformator bij hogere temperaturen werkt en straling een belangrijkere factor wordt in het algehele koelproces.