Како функционише трансформатор напуњен уљем?

Како функционише трансформатор напуњен уљем?

Трансформатори су суштински део енергетске инфраструктуре, помажући да се повећа или смањи напон како би се олакшао ефикасан пренос и дистрибуција електричне енергије. Један уобичајени тип трансформатора је трансформатор пуњен уљем, који користи уље као расхладни и изолациони медијум. Али како тачно функционише трансформатор напуњен уљем и шта га разликује од других врста трансформатора? У овом чланку ћемо истражити унутрашње функционисање трансформатора пуњених уљем, од њихових основних компоненти до њиховог рада, одржавања и још много тога.

Основе трансформатора пуњених уљем

Трансформатори пуњени уљем, такође познати као трансформатори пуњени течношћу, су врста електричног трансформатора који користи уље као изолациони и расхладни медијум. Дизајн пуњен уљем нуди неколико предности, укључујући високу топлотну проводљивост, одличну диелектричну чврстоћу и својства самоизлечења. Трансформатори пуњени уљем се обично користе у широком спектру апликација, укључујући дистрибуцију електричне енергије, индустријске објекте и комуналне подстанице.

Основне компоненте трансформатора напуњеног уљем укључују језгро, намотаје и само изолационо уље. Језгро је обично направљено од челика високог квалитета и обезбеђује пут за магнетни флукс. Намотаји, који се састоје од изолованих проводника, намотани су око језгра да би се створило магнетно поље и пренела енергија са једног намотаја у други. Изолационо уље не само да обезбеђује електричну изолацију, већ и помаже у расипању топлоте која се ствара током рада.

Рад трансформатора пуњених уљем

Рад трансформатора напуњеног уљем почиње применом наизменичне струје (АЦ) на примарни намотај. Како наизменична струја тече кроз примарни намотај, она ствара променљиво магнетно поље у језгру. Ово променљиво магнетно поље индукује напон у секундарном намотају, који се може појачати или смањити на основу броја завоја у сваком намотају.

Док трансформатор ради, језгро и намотаји доживљавају накупљање топлоте због електричних губитака. Изолационо уље игра кључну улогу у расипању ове топлоте, чиме се трансформатор одржава у границама температуре. Поред одвођења топлоте, изолационо уље такође обезбеђује диелектричну чврстоћу, спречавајући електрични слом између проводника и површина.

Изолационо уље у трансформаторима пуњеним уљем

Изолационо уље које се користи у трансформаторима пуњеним уљем је обично минерално уље, које нуди одлична диелектрична својства и високу топлотну проводљивост. Висока диелектрична чврстоћа уља спречава електрични квар у трансформатору, док његова топлотна проводљивост помаже у преношењу топлоте са језгра и намотаја.

Једна важна карактеристика изолационог уља је његова способност самоизлечења. Када се унутар трансформатора појаве електрична пражњења, мале количине уља испаравају и формирају гасове као што су водоник и метан. Током времена, ови гасови се рекомбинују да би регенерисали изолационо уље, ефикасно поправљајући сва оштећења изазвана електричним пражњењем.

Да бисте одржали исправне перформансе трансформатора напуњеног уљем, неопходно је редовно тестирати изолационо уље на параметре као што су диелектрична чврстоћа, садржај влаге и киселост. Поред тога, периодично узорковање и анализа уља могу помоћи да се идентификују потенцијални проблеми пре него што доведу до квара трансформатора.

Системи за хлађење у трансформаторима пуњеним уљем

Да би се обезбедио ефикасан рад и дуговечност, трансформатори пуњени уљем опремљени су системима за хлађење који помажу у управљању температуром изолационог уља и трансформатора у целини. Постоји неколико уобичајених метода хлађења које се користе у трансформаторима пуњеним уљем, укључујући природну конвекцију, принудни ваздух и присилну циркулацију уља.

Природно конвекцијско хлађење се ослања на природну циркулацију изолационог уља унутар резервоара трансформатора. Како уље апсорбује топлоту из језгра и намотаја, оно постаје мање густо и диже се до врха резервоара, где ослобађа топлоту околном ваздуху. Хладније уље се затим враћа на дно резервоара да заврши циклус. Иако је хлађење природном конвекцијом једноставно и поуздано, можда није погодно за трансформаторе велике снаге који захтевају ефикасније хлађење.

Принудно хлађење ваздухом, с друге стране, користи вентилаторе или дуваљке за усмеравање спољашњег ваздуха преко спољашње површине резервоара трансформатора, олакшавајући пренос топлоте из уља у ваздух. Овај метод се често користи у мањим трансформаторима и нуди исплативо решење за управљање расипањем топлоте.

Коначно, хлађење принудном циркулацијом уља укључује употребу пумпи за циркулацију изолационог уља кроз спољне измењиваче топлоте, где се може хладити ваздухом или водом. Охлађено уље се затим враћа у резервоар трансформатора да би се поновио циклус хлађења. Ова метода се обично користи у већим трансформаторима и нуди прецизну контролу температуре изолационог уља.

Разматрања о одржавању и безбедности

Правилно одржавање и безбедносна разматрања су кључни за поуздан и безбедан рад трансформатора пуњених уљем. Редовни преглед трансформатора, укључујући визуелне и термографске инспекције, може помоћи у идентификацији било каквих знакова прегревања, цурења уља или других потенцијалних проблема. Поред тога, периодично испитивање изолационог уља, као што је раније поменуто, је од суштинског значаја за процену његовог стања и обезбеђивање одговарајуће диелектричне чврстоће.

Безбедносна разматрања за трансформаторе пуњене уљем укључују мере за спречавање цурења уља, пожара и контаминације животне средине. Адекватне мере задржавања и спречавања изливања треба да буду на месту да би се ублажио утицај изливања нафте. Штавише, системи за заштиту од пожара, као што су противпожарне баријере и системи за аутоматско гашење, могу помоћи да се минимизира ризик од пожара у вези са трансформатором.

У закључку, трансформатори пуњени уљем су саставни део дистрибуције електричне енергије и индустријске примене, обезбеђујући ефикасну и поуздану трансформацију напона. Њихова употреба изолационог уља као расхладне течности и диелектричног медијума омогућава им да раде са високом ефикасношћу и издрже строге услове дистрибуције електричне енергије. Разумевањем основних принципа рада, захтева за одржавање и безбедносних разматрања, могуће је обезбедити дугорочне перформансе и сигурност трансформатора пуњених уљем у различитим применама.