ترانسفورماتور غوطه ور در روغن چیست؟ راهنمای دقیق ترانسفورماتور غوطه ور در روغن

در شبکه گسترده و پیچیده سیستم های قدرت الکتریکی، یک جزء سنگ بنای توزیع انرژی کارآمد باقی می ماند: ترانسفورماتور غوطه ور در روغن . این دستگاه قوی و قابل اعتماد برای افزایش ولتاژ برای انتقال از راه دور و کاهش برای مصرف محلی ایمن حیاتی است.

تعریف و عملکرد هسته
ترانسفورماتور غوطه ور در روغن نوعی ترانسفورماتور الکتریکی است که در آن هسته و سیم پیچ ها در یک روغن عایق تخصصی غوطه ور می شوند. وظیفه اصلی هر ترانسفورماتور انتقال انرژی الکتریکی بین مدارها از طریق القای الکترومغناطیسی است که سطح ولتاژ را با حداقل اتلاف انرژی تغییر می دهد. روغن موجود در ترانسفورماتور غوطه ور در روغن چندین هدف حیاتی را دنبال می کند: به عنوان یک محیط عایق بسیار موثر و به عنوان یک خنک کننده برای دفع گرمای تولید شده در حین کار عمل می کند.

اجزای کلیدی و ساخت و ساز
اثربخشی یک ترانسفورماتور غوطه ور در روغن از طراحی عمدی آن ناشی می شود:

هسته: به طور معمول از لمینیت های فولاد سیلیکونی با درجه بالا و دانه گرا ساخته می شود تا تلفات جریان گردابی را به حداقل برساند و مسیری کارآمد برای شار مغناطیسی فراهم کند.

سیم پیچ ها: اینها سیم پیچ های رسانا (معمولاً مس یا آلومینیوم) هستند که در اطراف هسته پیچیده می شوند. سیم پیچ اولیه ولتاژ ورودی را دریافت می کند، در حالی که سیم پیچ ثانویه ولتاژ خروجی تبدیل شده را تحویل می دهد.

روغن عایق: این روغن معدنی معمولی نیست. این یک روغن هیدروکربنی بسیار تصفیه شده با قدرت دی الکتریک عالی و پایداری شیمیایی است. نقش های کلیدی آن جلوگیری از شکست الکتریکی بین قطعات برق دار و انتقال گرما به دور از هسته و سیم پیچ ها است.

مخزن: یک مخزن فولادی جوش داده شده قوی قسمت فعال (هسته و سیم پیچ) و روغن را در خود جای می دهد. این برای مقاومت در برابر فشارهای محیطی طراحی شده است و اغلب شامل راه راه ها یا رادیاتورهای خارجی برای افزایش سطح برای خنک کننده است.

مخزن محافظ: یک مخزن کمکی کوچکتر که اغلب در بالای مخزن اصلی نصب می شود و به روغن عایق اجازه می دهد بدون قرار گرفتن در معرض هوا با نوسانات دما منبسط و منقبض شود.

رله بوخهولتز (Buchholz Relay): یک وسیله ایمنی حیاتی که در لوله بین مخزن اصلی و محافظ نصب شده است. خطاهای داخلی را با حس کردن تجمع گاز ناشی از تجزیه نفت، ایجاد زنگ هشدار یا شروع خاموش شدن تشخیص می دهد.

Breather: این جزء، پر شده با ژل سیلیکا، به محافظ متصل می شود. این اجازه می دهد تا مخزن "نفس" در حالی که جذب رطوبت از هوای ورودی، جلوگیری از روغن و عایق از خراب شدن به دلیل رطوبت.

انواع ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن
ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن بر اساس روش ساخت و خنک سازی آنها دسته بندی می شوند:

روغن غوطه ور طبیعی خنک شده (ONAN): برای خنک شدن به همرفت طبیعی روغن متکی است. روغن گرم شده بالا می رود، از طریق رادیاتورها گردش می کند، خنک می شود و دوباره به پایین می افتد. این یک نوع رایج برای رتبه بندی های کوچکتر تا متوسط است.

Oil Immersed Force Cooled (ONAF): از فن ها برای دمیدن هوا بر روی رادیاتورها استفاده می کند، که به طور قابل توجهی ظرفیت خنک کننده را افزایش می دهد و امکان رتبه بندی توان بالاتر را در یک ردپای کوچکتر فراهم می کند.

روغن غوطه ور با آب خنک (OW): از یک مدار آب برای خنک کردن روغن داغ، معمولاً از طریق مبدل حرارتی استفاده می کند. این روش بسیار کارآمد است و برای ترانسفورماتورهای بسیار بزرگ، اغلب در نیروگاه ها یا پست ها استفاده می شود.

برنامه های کاربردی اولیه
ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن به دلیل راندمان بالا و قابلیت جابجایی توان، انتخاب ارجح برای طیف گسترده ای از کاربردها هستند:

شبکه های انتقال و توزیع نیروی برق: در ایستگاه های تولید، پست های انتقال و پست های توزیع استفاده می شود.

کارخانه های صنعتی و تولیدی: ماشین آلات بزرگ، موتورها و فرآیندهای صنعتی سنگین را تامین کنید.

مزارع انرژی های تجدیدپذیر: ولتاژ تولید شده توسط توربین های بادی یا مزارع خورشیدی را برای تزریق به شبکه افزایش دهید.

مجتمع های مسکونی تجاری و بزرگ: به عنوان ترانسفورماتور اصلی خدمات برای ساختمان های بزرگ خدمت می کنند.

مزایا و ملاحظات
استفاده گسترده از ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن به دلیل چندین مزیت کلیدی است:

راندمان بالا و ظرفیت بار: خواص خنک کنندگی عالی روغن به این ترانسفورماتورها اجازه می دهد تا بارهای اضافی بالاتری را تحمل کنند و طول عمر عملیاتی بیشتری داشته باشند.

عایق موثر: روغن عایق برتری را در مقایسه با هوا فراهم می کند و امکان طراحی فشرده تر را برای یک درجه ولتاژ معین فراهم می کند.

حفاظت: روغن به حفظ عایق کاغذ سلولزی سیم پیچ ها کمک می کند و روند پیری را کند می کند.

دوام: ساخت مخزن قوی محافظت در برابر عناصر محیطی را ارائه می دهد.

ملاحظات مهم شامل نیاز به سیستم های مهار برای جلوگیری از آلودگی محیطی در صورت نشتی و رعایت پروتکل ها و مقررات سختگیرانه ایمنی آتش سوزی، به ویژه برای تاسیسات داخلی است.

نگهداری و طول عمر
تعمیر و نگهداری مناسب برای عمر مفید چندین دهه یک ترانسفورماتور غوطه ور در روغن بسیار مهم است. این شامل آزمایش منظم قدرت دی الکتریک روغن، میزان رطوبت و تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA) است. DGA یک ابزار تشخیصی قدرتمند است که می تواند خطاهای داخلی اولیه را با شناسایی گازهای تولید شده در روغن تشخیص دهد.

ترانسفورماتور غوطه ور در روغن یک فناوری بالغ، بسیار قابل اعتماد و کارآمد است که ستون فقرات زیرساخت های الکتریکی مدرن را تشکیل می دهد. طراحی آن، با محوریت نقش دوگانه روغن عایق، آن را به یک راه حل ضروری برای کاربردهای پرقدرت تبدیل می کند که در آن عملکرد، دوام و ایمنی در درجه اول اهمیت قرار دارند.