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Costruzione del trasformatore immerso in olio

La parte centrale del trasformatore trifase immerso in olio è composta da un nucleo di ferro chiuso e da un avvolgimento disposto sulla colonna del nucleo di ferro. Inoltre, sono presenti serbatoi di carburante, separatori d'olio, involucri, dispositivi di respirazione, tubazioni antideflagranti, radiatori, commutatori di prese, relè del gas, termometri, depuratori d'olio, ecc.

1) nucleo di ferro

Il nucleo di ferro è la parte del circuito magnetico del trasformatore. Per ridurre l'isteresi magnetica e le perdite per correnti parassite nel nucleo di ferro, quest'ultimo è realizzato con lamierini di acciaio al silicio di spessore compreso tra 0,35 mm e 0,5 mm. A seconda della disposizione degli avvolgimenti nel nucleo di ferro, si distinguono due tipi: a nucleo di ferro e a guscio di ferro. La parte verticale del nucleo di ferro di un trasformatore trifase è chiamata colonna del nucleo di ferro, e su di essa sono alloggiati gli avvolgimenti di bassa e alta tensione; la parte orizzontale è chiamata giogo di ferro e serve a formare un circuito magnetico chiuso.

Nei trasformatori di grande potenza, per far sì che il calore generato dalle perdite del nucleo di ferro venga completamente dissipato dall'olio isolante durante la circolazione, in modo da ottenere un buon effetto di raffreddamento, vengono spesso previsti dei condotti per l'olio di raffreddamento all'interno del nucleo di ferro.

(2) Avvolgimento

L'avvolgimento, detto anche bobina, è la parte circuitale del trasformatore ed è suddiviso in avvolgimento primario e secondario. L'avvolgimento collegato all'alimentazione è chiamato avvolgimento primario, mentre quello collegato al carico è chiamato avvolgimento secondario. Gli avvolgimenti primario e secondario sono realizzati con fili di rame o alluminio avvolti da un isolante ad alta resistenza.

Gli avvolgimenti primario e secondario di ciascuna fase del trasformatore trifase sono realizzati in forma cilindrica e avvolti attorno allo stesso nucleo di ferro. L'avvolgimento a bassa tensione, con un numero ridotto di spire, è avvolto internamente e a stretto contatto con il nucleo di ferro, mentre l'avvolgimento ad alta tensione, con un numero elevato di spire, è avvolto esternamente. Questa disposizione facilita l'isolamento del nucleo da parte dell'avvolgimento a bassa tensione. Un manicotto in materiale isolante viene utilizzato per isolare l'avvolgimento a bassa tensione dal nucleo di ferro e tra l'avvolgimento ad alta tensione e quello a bassa tensione, garantendo un isolamento affidabile. Per agevolare la dissipazione del calore, viene lasciato un certo spazio tra gli avvolgimenti ad alta e bassa tensione, che funge da passaggio per l'olio del trasformatore.

I principali guasti degli avvolgimenti dei trasformatori sono i cortocircuiti tra le spire e i cortocircuiti verso l'involucro. I cortocircuiti tra spire sono dovuti principalmente all'invecchiamento dell'isolamento, al sovraccarico del trasformatore e al danneggiamento meccanico dell'isolamento durante un cortocircuito di passaggio. Il livello dell'olio nel trasformatore può diminuire, causando un cortocircuito tra le spire quando l'avvolgimento viene a contatto con l'olio; inoltre, in caso di cortocircuito di passaggio, l'avvolgimento si deforma a causa della sovracorrente, l'isolamento subisce danni meccanici e si verifica un ulteriore cortocircuito tra le spire.

In caso di cortocircuito tra le spire, la corrente nell'avvolgimento in cortocircuito può superare il valore nominale, ma la corrente totale dell'avvolgimento non deve superare il valore nominale. In questo caso, interviene la protezione contro i gas e, in situazioni critiche, anche il dispositivo di protezione differenziale.

La causa di un cortocircuito verso l'involucro può essere dovuta anche all'invecchiamento dell'isolamento o all'umidità nell'olio, a un calo del livello dell'olio, a fulmini o a sovratensioni di esercizio. Inoltre, in caso di cortocircuito, l'avvolgimento si deforma a causa della sovracorrente, provocando un cortocircuito verso l'involucro. In genere, il cortocircuito verso l'involucro è causato dall'intervento del dispositivo di protezione dal gas e della protezione di messa a terra.

(3) Serbatoio del carburante

Il serbatoio dell'olio è l'involucro esterno del trasformatore; al suo interno sono installati il ​​nucleo di ferro e gli avvolgimenti, ed è riempito con olio per trasformatori. Per i trasformatori di potenza relativamente elevata, all'esterno del serbatoio vengono installati dissipatori di calore o tubi termici. Le perdite d'olio sono un problema comune nei serbatoi di carburante.

L'olio per trasformatori è un olio minerale con buone proprietà isolanti, che svolge due funzioni:

Il primo aspetto riguarda l'isolamento. Le prestazioni isolanti dell'olio per trasformatori sono superiori a quelle dell'aria. L'immersione degli avvolgimenti nell'olio può migliorare le prestazioni di isolamento in diverse aree ed evitare il contatto con l'aria, prevenendo così l'inumidimento degli avvolgimenti;

Il secondo effetto è la dissipazione del calore, che sfrutta la convezione dell'olio per disperdere il calore generato dal nucleo di ferro e dagli avvolgimenti verso l'esterno attraverso la parete della scatola e il tubo di dissipazione del calore. L'olio per trasformatori è suddiviso in tre specifiche: n. 10, n. 25 e n. 45, in base al suo punto di congelamento. I loro punti di congelamento sono rispettivamente -10 °C, -25 °C e -45 °C, valori che vengono generalmente scelti in base alle condizioni climatiche locali.

(4) Conservatore di olio (cuscino d'olio)

Il conservatore dell'olio, comunemente noto come cuscino d'olio, è un contenitore cilindrico posizionato orizzontalmente sopra il serbatoio dell'olio e collegato a quest'ultimo tramite una tubazione. Il volume del conservatore dell'olio è generalmente pari a circa il 10% del volume del serbatoio. Il conservatore dell'olio è di tipo a capsula, e la capsula isola l'olio al suo interno dall'aria esterna. Quando l'olio del trasformatore si espande termicamente, fluisce dal serbatoio al conservatore; quando si contrae, fluisce dal conservatore al serbatoio. Il conservatore dell'olio ha due funzioni: in primo luogo, quando il volume dell'olio del trasformatore si espande o si contrae a causa delle variazioni di temperatura, il conservatore funge da serbatoio di accumulo e rabbocco, garantendo che il serbatoio sia sempre pieno d'olio e che il nucleo di ferro e gli avvolgimenti siano imbevuti; in secondo luogo, riduce la superficie di contatto tra l'olio e l'aria, impedendo all'olio del trasformatore di inumidirsi e deteriorarsi.

L'indicatore del livello dell'olio del serbatoio di espansione utilizza un misuratore di livello ferromagnetico a biella per monitorare il livello dell'olio. Il misuratore riporta le linee di riferimento per il livello dell'olio a temperature di -30℃, +20℃ e +40℃, che fungono da standard di riempimento. Il valore +40℃ indica il livello massimo dell'olio del trasformatore a pieno carico quando la temperatura ambiente massima del luogo di installazione è di +40℃ e il livello dell'olio non deve superare tale valore; +20℃ indica il livello dell'olio quando la temperatura media annua è di +20℃ durante il funzionamento a pieno carico; -30℃ rappresenta il livello minimo dell'olio del trasformatore a vuoto quando la temperatura ambiente è di -30℃ e il livello non deve scendere al di sotto di tale valore. Se il livello dell'olio è troppo basso, è necessario rabboccare. Il serbatoio di espansione è dotato di fori di ventilazione per consentire la comunicazione tra la parte superiore e l'atmosfera. Quando l'olio del trasformatore si espande e si contrae a causa del calore, l'aria presente nella parte superiore del cuscinetto d'olio entra ed esce attraverso il foro di ventilazione, consentendo al livello dell'olio di salire o scendere, prevenendo così deformazioni o danni al serbatoio.

(5) Manicotto

Il filo di collegamento dell'avvolgimento del trasformatore è connesso al circuito esterno tramite l'asta di guida. La boccola funge da isolante tra l'asta di guida e il coperchio della scatola, svolgendo la funzione di isolare e fissare l'asta di guida. Esistono due tipi di involucro: involucro ad alta pressione e involucro a bassa pressione.

manicotto isolante

I conduttori degli avvolgimenti del trasformatore devono passare attraverso guaine isolanti per isolare i conduttori sotto tensione quando vengono fatti uscire dal serbatoio. La guaina isolante è composta principalmente da un'asta conduttrice centrale e da una guaina magnetica. Un'estremità dell'asta conduttrice all'interno del serbatoio è collegata all'avvolgimento, mentre l'altra estremità esterna è collegata al circuito esterno. Questa è una parte del trasformatore soggetta a guasti.

La costruzione della boccola isolante dipende principalmente dalla classe di tensione. Per le basse tensioni, si utilizza generalmente una semplice boccola magnetica solida. Quando la tensione è elevata, per rafforzare la capacità di isolamento, viene interposto uno strato di olio tra la boccola in porcellana e l'asta conduttrice. Questo tipo di boccola è detta boccola a bagno d'olio. Quando la tensione supera i 110 kV, si utilizza la boccola di carica capacitiva, detta semplicemente boccola capacitiva. Oltre al riempimento della cavità interna della boccola in porcellana con olio, la boccola capacitiva presenta anche un isolante capacitivo tra l'asta conduttrice centrale (tubo di rame cavo) e la flangia, che avvolge l'asta conduttrice fungendo da collegamento principale tra la flangia e l'asta conduttrice.

La perdita d'olio dalle boccole del trasformatore è il guasto più comune. La causa della perdita d'olio è l'invecchiamento dell'anello di tenuta in gomma con nervature a forma di abaco nella parte superiore della boccola e della guarnizione piatta in gomma nella parte inferiore.

(6) Respiratore

Un respiratore, noto anche come dispositivo igroscopico, è generalmente costituito da un tubo e un contenitore di vetro con all'interno un essiccante (gel di silice o allumina attivata). Quando l'aria nel contenitore d'olio si espande o si contrae in base al volume dell'olio del trasformatore, l'aria espirata o inalata passa attraverso il respiratore e l'essiccante al suo interno assorbe l'umidità presente nell'aria e la filtra, mantenendo l'olio pulito. Il gel di silice impregnato di cloruro di cobalto, quando asciutto, ha un colore blu cobalto, ma quando assorbe acqua e si avvicina alla saturazione, i granuli di gel di silice assumono una consistenza polverosa bianca o rossa, segno del suo deterioramento. Il gel di silice umido può essere rigenerato mediante riscaldamento e asciugatura. Quando il colore delle particelle di gel di silice diventa blu cobalto, il processo di rigenerazione è completato.

(7) Dispositivo di scarico della pressione

I dispositivi di sfogo della pressione svolgono un ruolo importante nella protezione dei trasformatori di potenza. In un trasformatore di potenza riempito di olio, se si verifica un guasto interno o un cortocircuito, l'arco elettrico vaporizza istantaneamente l'olio, provocando un rapidissimo aumento della pressione nel serbatoio. Se questa pressione non viene rilasciata molto velocemente, il serbatoio del combustibile può rompersi, spruzzando combustibile infiammabile su una vasta area, con il rischio di provocare un incendio e ulteriori danni. Pertanto, è necessario adottare misure per prevenire questo evento. Esistono due tipi di dispositivi di sfogo della pressione: il tubo antideflagrante e il dispositivo di sfogo della pressione. Il tubo antideflagrante viene utilizzato per i trasformatori di piccole dimensioni, mentre il dispositivo di sfogo della pressione è impiegato per i trasformatori di medie e grandi dimensioni.

Tubo antideflagrante (noto anche come tubo di iniezione del carburante)

Il tubo antideflagrante è installato sul coperchio superiore del trasformatore, il tubo a forma di tromba è collegato all'atmosfera e l'ugello è sigillato con una pellicola. In caso di guasto all'interno del trasformatore, la temperatura dell'olio aumenta, l'olio si decompone violentemente generando una grande quantità di gas e la pressione nel serbatoio dell'olio aumenta bruscamente. Quando la pressione nel serbatoio dell'olio raggiunge 5×10⁴ Pa, la pellicola del tubo antideflagrante si rompe e l'olio e il gas vengono espulsi dall'ugello per prevenire l'esplosione o la deformazione del serbatoio dell'olio del trasformatore.

dispositivo di rilascio della pressione

Rispetto ai tubi antideflagranti, i dispositivi di sfogo della pressione presentano i vantaggi di un piccolo errore di pressione di apertura, un breve tempo di ritardo (solo 2 ms), un controllo ad alta temperatura e un'azione ripetibile, pertanto sono ampiamente utilizzati nei trasformatori di grandi e medie dimensioni.

Il dispositivo di sfogo della pressione, detto anche riduttore di pressione, è installato sul coperchio superiore del serbatoio del trasformatore, in modo simile alla valvola di sicurezza della caldaia. Quando la pressione nel serbatoio del combustibile supera il valore specificato, la valvola di tenuta del dispositivo di sfogo della pressione si apre, il gas viene scaricato e, una volta ridotta la pressione, la valvola si richiude grazie alla forza della molla. Il dispositivo di sfogo della pressione può essere rimosso prima della messa in funzione o durante la manutenzione per misurarne e correggerne la pressione di esercizio.

La regolazione della pressione di esercizio del dispositivo di rilascio della pressione deve essere coordinata con la regolazione della portata di esercizio del relè del gas.

La valvola di sfogo della pressione è installata nella parte superiore del coperchio del serbatoio del carburante ed è generalmente collegata a un tubo di risalita in modo che l'altezza della valvola sia uguale all'altezza del cuscinetto dell'olio, eliminando così la differenza di pressione statica dell'olio in condizioni normali.

(8) Radiator

La forma del radiatore può essere ondulata, a ventaglio, circolare, a tubo di scarico, ecc. Maggiore è la superficie di dissipazione del calore, migliore è l'effetto di dissipazione. Quando si verifica una differenza di temperatura tra la temperatura dell'olio dello strato superiore del trasformatore e quella dello strato inferiore, si crea una convezione dell'olio attraverso il radiatore, che, raffreddato dal radiatore, ritorna al serbatoio dell'olio, riducendo così la temperatura del trasformatore. Per migliorare l'effetto di raffreddamento del trasformatore, si possono adottare soluzioni come il raffreddamento ad aria, il raffreddamento forzato olio-aria e il raffreddamento forzato olio-acqua. Il principale guasto del radiatore è la perdita d'olio.

(9) relè del gas Buchholz

Installare il relè Buchholz tra il serbatoio dell'olio e il tubo di collegamento del coperchio del serbatoio del trasformatore utilizzando la flangia. Durante il funzionamento, il relè Buchholz è pieno d'olio. Quando si verifica un piccolo guasto all'interno del trasformatore e si generano bolle, queste si accumuleranno inizialmente nella parte superiore del relè Buchholz. Ciò provocherà un abbassamento del livello dell'olio, in modo che la coppa superiore perda galleggiamento e il suo peso aumenti, flettendosi nella direzione opposta e avvicinando il magnete all'interruttore reed. Il principio di funzionamento è lo stesso per il tipo con deflettore di contatto inferiore.

(10) Dispositivo di misurazione della temperatura

L'aumento della temperatura superficiale dell'olio si riferisce al valore di cui la temperatura superficiale dell'olio nel serbatoio può superare la temperatura ambiente quando il trasformatore funziona alle sue condizioni nominali.

La temperatura dell'olio del corpo principale del trasformatore è temporaneamente impostata per attivare un allarme a 80 °C e per intervenire a 100 °C.

(11) Coltello di messa a terra neutro

Il sistema di messa a terra del punto neutro del mio paese, basato sulla rete elettrica a 110 kV, adotta principalmente il metodo di messa a terra diretta (incluso il metodo di messa a terra del punto neutro tramite una piccola resistenza), ovvero un sistema con un'elevata corrente di terra. Questo perché, in caso di guasto a terra monofase, il sistema presenta un'elevata corrente di cortocircuito verso terra.

Quando il trasformatore è spento, il suo punto neutro deve essere messo a terra. Poiché l'avvolgimento del trasformatore è semiisolato (anche detto isolamento graduato), ovvero l'isolamento principale della parte prossima al neutro dell'avvolgimento del trasformatore ha un livello di isolamento inferiore rispetto al livello di isolamento dell'estremità dell'avvolgimento. Pertanto, per evitare danni da sovratensione al trasformatore, il punto neutro deve essere messo a terra quando il trasformatore è spento.

(12) Commutatore di rubinetti (anche noto come commutatore)

Quando il conservatore d'olio viene utilizzato per il trasformatore di regolazione della tensione sotto carico, nella parte inferiore del conservatore d'olio viene installato un conservatore d'olio per interruttori senza capsule.

I metodi di regolazione della tensione dei trasformatori si dividono in due tipi: regolazione della tensione sotto carico e regolazione della tensione a vuoto.

La regolazione della tensione sotto carico significa che il trasformatore può regolare la posizione della sua presa durante il funzionamento, modificando così il rapporto di trasformazione del trasformatore per raggiungere lo scopo della regolazione della tensione.

Le derivazioni del trasformatore vengono generalmente effettuate dal lato ad alta tensione, che considera principalmente:

(1) L'avvolgimento ad alta tensione del trasformatore è generalmente all'esterno e il collegamento è semplice;

(2) La corrente sul lato ad alta tensione è minore e la sezione trasversale del conduttore del filo di collegamento e della parte conduttrice di corrente dell'interruttore diviso è minore e l'influenza di un contatto scadente può essere facilmente risolta.

In linea di principio, la presa può essere su entrambi i lati, e sono necessari confronti economici e tecnici. Ad esempio, la presa di un grande trasformatore di riduzione da 500 kV viene prelevata dal lato a 220 kV, mentre il lato a 500 kV è fisso.

Quando la tensione è troppo bassa o troppo alta ed è necessario regolare più prese del commutatore di prese sotto carico per soddisfare i requisiti, è necessario prestare attenzione alla situazione:

La regolazione deve essere effettuata un livello alla volta, ovvero ogni volta che si preme il pulsante N+1 o N-1, il sistema si fermerà per 1 minuto e, quando sul display dell'indicatore di livello compare un nuovo numero, si premerà nuovamente il pulsante. Ripetere il processo fino al raggiungimento del livello desiderato. Quando si esegue il funzionamento elettrico (ovvero, in un'unica operazione, si regolano più posizioni di presa, comunemente noto come scorrimento), sul display di controllo del trasformatore principale dovrebbe comparire la seconda posizione di presa; premere immediatamente il pulsante di arresto di emergenza e passare al funzionamento manuale.

(13) Purificatore dell'olio (noto anche come filtro a differenza di temperatura)

Il depuratore d'olio è un contenitore riempito con un materiale adsorbente (gel di silice o allumina attivata), installato sulla parete laterale del serbatoio del trasformatore o nella parte inferiore del radiatore dell'olio. Quando il trasformatore è in funzione, a causa della differenza di temperatura tra gli strati d'olio superiore e inferiore, l'olio del trasformatore passa attraverso il depuratore dall'alto verso il basso, creando un effetto di convezione. A contatto con il materiale adsorbente, l'umidità, gli acidi e gli ossidi in esso contenuti vengono assorbiti, purificando l'olio e prolungandone la durata.

Sistema dell'olio del trasformatore immerso in olio

I trasformatori immersi in olio sono dotati di diversi sistemi di lubrificazione indipendenti e isolati tra loro. Quando il trasformatore è in funzione, l'olio presente in questi sistemi indipendenti non è a contatto con gli altri, pertanto la qualità dell'olio e le condizioni operative sono differenti.

(1) Sistema di lubrificazione interno del corpo principale

I sistemi di lubrificazione che interagiscono con l'olio che circonda gli avvolgimenti sono tutti sistemi situati nel corpo principale, compreso l'olio nel radiatore o nel refrigeratore, l'olio nel conservatore dell'olio e l'olio nella boccola riempita d'olio per tensioni pari o inferiori a 35 kV.

Durante il riempimento dell'olio, è necessario aprire i tappi di sfiato del gas presenti nel sistema dell'olio. In generale, i componenti sopra menzionati dovrebbero essere dotati di tappi di sfiato dedicati. L'olio nel corpo principale svolge principalmente la funzione di isolamento e raffreddamento. L'olio aumenta anche la rigidità dielettrica della carta o del cartone isolante. Durante il riempimento dell'olio sottovuoto, se alcune parti non sono in grado di sopportare la stessa pressione di vuoto del serbatoio principale dell'olio, è necessario utilizzare un sistema di isolamento temporaneo tramite valvola, ad esempio una valvola a saracinesca tra il conservatore dell'olio e il serbatoio principale. La prevalenza della pompa dell'olio sommersa sul refrigeratore deve essere sufficiente a evitare l'aspirazione di aria dovuta alla pressione negativa. Questo sistema dell'olio deve essere dotato di un dispositivo di protezione contro la sovrapressione per eliminare la pressione generata in caso di malfunzionamento del corpo.

(2) Olio nel vano dell'interruttore del deviatore del commutatore di prese sotto carico

Questa parte del circuito dell'olio è dotata di un proprio sistema di protezione, costituito da un relè di flusso, un conservatore d'olio e una valvola di sicurezza. L'olio presente in questa sala interruttori funge da isolante e interrompe la corrente. L'olio si accumula nell'olio generato quando l'interruttore di deviazione interrompe la corrente di carico. Questo sistema dell'olio necessita di un'elevata tenuta, che deve essere garantita anche in presenza di pressione d'arco generata durante il processo di commutazione.

Sebbene l'olio nella camera dell'interruttore di deviazione del commutatore di prese sotto carico sia isolato dall'olio nel corpo principale, per evitare di danneggiare la tenuta della camera dell'interruttore di deviazione durante il riempimento sottovuoto dell'olio, è necessario eseguire il riempimento sottovuoto contemporaneamente all'olio nel corpo principale. Poiché il sistema ha lo stesso livello di vuoto, se necessario, anche il serbatoio dell'olio di questo sistema deve essere isolato durante l'evacuazione. Per comodità strutturale, il serbatoio dell'olio del corpo principale e il serbatoio dell'olio della sala interruttori sono progettati come un unico blocco isolato l'uno dall'altro.

(3) Completamente sigillato per livelli di tensione pari o superiori a 60 kV

La funzione principale di questo sistema a olio è quella di isolare, o di aumentare la rigidità dielettrica, della carta isolante nella boccola del condensatore a olio. Quando l'olio viene iniettato nel corpo principale, il terminale all'estremità del manicotto deve essere ben sigillato per evitare l'ingresso di aria.

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(4) Olio nella scatola di uscita ad alta pressione o olio nella scatola di uscita del gas

La linea di uscita ad alta tensione del trasformatore trifase da 500 kV è isolata tramite un sistema di isolamento a olio corrugato. Questo sistema di olio funge principalmente da isolante.

Per semplificare la struttura, questo sistema di lubrificazione può essere collegato al sistema di lubrificazione del corpo principale tramite un tubo di collegamento oppure progettato come sistema di lubrificazione separato.

(5) Sui trasformatori immersi in olio vengono eseguiti vari test di isolamento

La prima operazione è lo spurgo, che rilascia il gas potenzialmente accumulato attraverso un tappo di spurgo. La presenza o l'assenza di potenziali guasti può essere prevista analizzando l'analisi cromatografica del gas nell'olio di ciascun sistema. Ogni sistema dell'olio deve soddisfare i requisiti di funzionamento, come l'assorbimento della variazione di volume dell'olio quando questo si espande e si contrae, la valvola di scarico dell'olio, il tappo di sfiato, la valvola di isolamento del refrigeratore e del radiatore e del serbatoio principale dell'olio, ecc. Ogni sistema dell'olio ha una buona tenuta. L'olio nella sala del commutatore di prese sotto carico deve essere sostituito separatamente senza scaricare l'olio nel corpo principale. L'olio nel corpo principale può essere scaricato e riempito con azoto secco durante il trasporto.

Analisi dei guasti del trasformatore immerso in olio

I guasti più comuni dei trasformatori in funzione includono guasti agli avvolgimenti, alle boccole, ai commutatori di prese, ai nuclei di ferro, ai serbatoi dell'olio e ad altri accessori.

(1) Guasto dell'avvolgimento

I problemi principali sono i cortocircuiti tra spire, la messa a terra degli avvolgimenti, i cortocircuiti tra fasi, la rottura dei fili e la saldatura dei giunti.

(2) Cedimento dell'involucro

La boccola del trasformatore è sporca, causando scariche elettriche dovute a inquinamento in caso di nebbia fitta o pioggia leggera, che a loro volta provocano un cortocircuito monofase a terra o tra fasi sul lato ad alta tensione del trasformatore.

(3) Perdita grave

La perdita d'olio del trasformatore è grave o continua, con fuoriuscite dal punto danneggiato tali da impedire all'indicatore di livello di visualizzare il livello dell'olio. In questo caso, il trasformatore deve essere arrestato immediatamente per riparare la perdita e rabboccare il carburante. La causa della perdita d'olio del trasformatore può essere la rottura delle saldature o il cedimento delle guarnizioni, oppure il serbatoio del carburante gravemente arrugginito e danneggiato da vibrazioni e forze esterne durante il funzionamento.

(4) Guasto del commutatore di rubinetti

I guasti più comuni includono un contatto inadeguato o un posizionamento errato del commutatore di prese, fusione e bruciature sulla superficie di contatto e scariche dei contatti interfase o scariche di ciascuna presa.

(5) Guasto dovuto a sovratensione

Quando un trasformatore in funzione viene colpito da un fulmine, a causa dell'elevato potenziale elettrico, si genera una sovratensione all'esterno del trasformatore. Allo stesso modo, quando alcuni parametri del sistema elettrico cambiano a causa di oscillazioni elettromagnetiche, si verifica una sovratensione all'interno del trasformatore. La maggior parte dei danni ai trasformatori causati da sovratensione consiste nella rottura dell'isolamento principale dell'avvolgimento, con conseguente guasto del trasformatore.

(6) Guasto del nucleo di ferro

Il cedimento del nucleo di ferro è causato principalmente dal danneggiamento dell'isolamento della vite passante del nucleo di ferro o della vite di serraggio del nucleo di ferro.

(7) Fenomeno di perdita d'olio

Se il livello dell'olio del trasformatore è troppo basso, i conduttori delle boccole e il commutatore di prese sono esposti all'aria e il livello di isolamento si riduce notevolmente, aumentando il rischio di scariche disruptive.

Funzionamento e manutenzione dei trasformatori

Al fine di garantire il funzionamento sicuro e l'affidabilità dell'alimentazione del trasformatore, è fondamentale individuare e risolvere tempestivamente eventuali anomalie, eliminando così la causa sul nascere e prevenendo l'aggravarsi di incidenti. Pertanto, è necessario controllare regolarmente il trasformatore in funzione e redigere un registro delle operazioni.

(1) La modalità di funzionamento normale del trasformatore

① Modalità operativa nominale

Nelle condizioni di raffreddamento specificate, il trasformatore può funzionare secondo le specifiche riportate sulla targhetta. La temperatura ammissibile del trasformatore immerso in olio durante il funzionamento deve essere verificata in base alla temperatura massima dell'olio. La temperatura massima dell'olio deve essere conforme alle normative del produttore, ma non deve superare i 95 °C. Per evitare un deterioramento troppo rapido dell'olio del trasformatore, la temperatura massima dell'olio non deve superare frequentemente gli 85 °C.

In genere, la tensione applicata al trasformatore non deve superare il 105% del valore nominale. In queste condizioni, il lato secondario del trasformatore può sopportare la corrente nominale. In casi specifici, la tensione applicata può raggiungere il 110% della tensione nominale, previa verifica o accordo con il produttore.

② Consenti il ​​sovraccarico

I trasformatori possono funzionare in condizioni di sovraccarico normale o di sovraccarico accidentale. Il sovraccarico normale può essere utilizzato frequentemente e il suo valore ammissibile è determinato in base alla curva di carico del trasformatore, alle condizioni di raffreddamento e al carico sopportato dal trasformatore prima del sovraccarico. I sovraccarichi accidentali sono consentiti solo in situazioni di emergenza (trasformatori ancora in funzione).

Il valore ammissibile di sovraccarico accidentale deve essere conforme alle normative del produttore; in assenza di normative del produttore, il trasformatore autoraffreddante immerso in olio può essere utilizzato secondo i requisiti indicati nella tabella sottostante.

(2) Funzionamento anomalo e trattamento di emergenza dei trasformatori

(a) Fenomeni anomali durante il funzionamento. Se si riscontrano fenomeni anomali durante il funzionamento del trasformatore (come perdite d'olio, livello dell'olio insufficiente nel serbatoio dell'olio, riscaldamento anomalo, rumori anomali, ecc.), cercare di eliminarli. Se si verifica una delle seguenti situazioni, interrompere immediatamente l'operazione per effettuare le riparazioni.

① Il rumore interno è forte, irregolare e si sente uno scoppiettio.

② In condizioni di raffreddamento normali, la temperatura è anomala e continua ad aumentare.

③ Iniezione nel cuscino d'olio o nel tubo antideflagrante.

④ Una perdita d'olio provoca una diminuzione del livello dell'olio al di sotto del limite indicato sull'indicatore di livello dell'olio.

⑤ Il colore dell'olio cambia troppo e contiene carbonio.

⑥ L'involucro presenta gravi danni e scariche elettriche.

(b) Sovraccarichi non consentiti, aumenti anomali di temperatura e livelli dell'olio. Se il sovraccarico del trasformatore supera il valore consentito, il carico del trasformatore deve essere regolato tempestivamente. Quando l'aumento della temperatura dell'olio del trasformatore supera il limite consentito, è necessario individuarne la causa e adottare misure per ridurlo. Pertanto, è necessario eseguire le seguenti operazioni.

① Verificare il carico del trasformatore e la temperatura del fluido di raffreddamento, e confrontarli con la temperatura che dovrebbe essere raggiunta in corrispondenza di tale carico e temperatura di raffreddamento.

② Controllare il termometro.

③ Verificare la ventilazione del dispositivo di raffreddamento meccanico del trasformatore o della sala trasformatori.

Se si riscontra che la temperatura dell'olio è superiore di oltre 10 °C rispetto al normale a parità di carico e temperatura di raffreddamento, oppure se il carico rimane invariato e la temperatura dell'olio continua ad aumentare, mentre il sistema di raffreddamento, la ventilazione della sala trasformatori e il termometro funzionano correttamente, potrebbe trattarsi di un guasto interno al trasformatore (ad esempio, incendio del nucleo di ferro, cortocircuito tra gli strati dell'avvolgimento, ecc.). Interrompere immediatamente l'attività per effettuare le riparazioni necessarie.

Se l'olio del trasformatore si è solidificato, è consentito mettere in funzione il trasformatore sotto carico, ma è necessario verificare che la temperatura dell'olio nella parte superiore e la circolazione dell'olio siano normali.

Qualora si riscontri che il livello dell'olio del trasformatore sia significativamente inferiore al livello e alla temperatura dell'olio in quel momento, è necessario rabboccare immediatamente. Se il livello dell'olio scende rapidamente a causa di una perdita consistente, è vietato modificare il relè del gas in modo che agisca solo in base al segnale, ma è necessario adottare misure per arrestare la perdita e rabboccare immediatamente.

(c) Procedura in caso di intervento del relè Buchholz. Quando si attiva il segnale del relè del gas, è necessario controllare il trasformatore per individuare la causa dell'attivazione del segnale, ovvero se è dovuta all'ingresso di aria nel trasformatore, a una diminuzione del livello dell'olio o a un guasto del circuito secondario. Se il guasto non può essere rilevato dall'esterno del trasformatore, è necessario identificare la natura del gas accumulato nel relè. Se il gas è incolore, inodore e non infiammabile, si tratta di aria separata dall'olio e il trasformatore può continuare a funzionare. Se il gas è infiammabile, il trasformatore deve essere arrestato e la causa dell'attivazione deve essere attentamente studiata.

Quando si verifica l'infiammabilità del gas, occorre prestare particolare attenzione a non posizionare la fiamma vicino alla parte superiore del relè, ma a 5-6 cm al di sopra di esso.

Se l'intervento del relè Buchholz non è causato dall'ingresso di aria nel trasformatore, è necessario verificare il punto di infiammabilità dell'olio. Se il punto di infiammabilità è inferiore di oltre 5 °C rispetto al valore precedente, significa che è presente un guasto nel trasformatore.

Se il trasformatore scatta a causa dell'intervento del relè del gas e l'ispezione dimostra che si tratta di un gas infiammabile, il trasformatore non deve essere rimesso in funzione senza un'ispezione e una prova specifiche.

A seconda della natura del guasto, generalmente si possono verificare due tipi di intervento del relè del gas: uno è l'intervento di segnalazione senza sgancio; l'altro è l'intervento simultaneo di entrambi.

L'azione del segnale senza intervento del semaforo è generalmente dovuta ai seguenti motivi.

① L'aria penetra nel trasformatore a causa di perdite d'olio, rifornimento di carburante o un sistema di raffreddamento inefficiente.

② Il livello dell'olio scende lentamente a causa del calo di temperatura o di perdite d'olio.

③ Una piccola quantità di gas viene generata a causa di un guasto al trasformatore.

④ Causato da un cortocircuito.

Il segnale e l'interruttore agiscono contemporaneamente, oppure agisce solo l'interruttore; ciò può essere dovuto a un grave guasto all'interno del trasformatore, a un calo troppo rapido del livello dell'olio o a un malfunzionamento del circuito secondario del dispositivo di protezione. In alcuni casi, ad esempio dopo una riparazione, l'aria presente nell'olio si separa troppo velocemente e può anch'essa far scattare l'interruttore.

(d) Trattamento delle perdite di olio del trasformatore

There are two types of oil leakage: weld oil leakage and seal oil leakage. The oil leakage treatment of the welding seam is repair welding. When welding, the body should be lifted out and the oil should be drained. The cause of the oil leakage of the seal should be identified, such as poor operation (the sealing gasket is not placed correctly, the pressure is uneven, the pressure is not enough, etc.), and it should be repaired as appropriate. If the gasket is aged or damaged (such as the oil-resistant rubber is sticky, loses elasticity, cracks, etc.), the sealing material should be replaced.

(3) Patrol inspection of oil-immersed transformers

The transformers in operation should be regularly inspected and monitored in order to detect abnormal phenomena or faults in time and avoid serious accidents.

Items that should be checked and monitored generally include:

(1) Whether the transformer has abnormal sound, such as uneven sound or discharge sound.

(2) Whether the oil level is normal and whether there is leakage or oil leakage.

(3) Whether the oil temperature is normal (the upper oil temperature should not exceed 85℃ in general).

(4) Whether the casing is clean, whether there are cracks, damage and discharge.

(5) Whether the joint is hot or not.

(6) Whether the explosion-proof membrane of the explosion-proof pipe is complete.

(7) Check whether the Buchholz relay leaks oil and whether the inside is full of oil.

(8) Whether the respirator is unblocked, whether the oil level of the oil-sealed respirator is normal, and whether the silica gel in the respirator is saturated with moisture.

(9) Whether the cooling system is operating normally.

(10) Whether the ground wire of the casing is in good condition.