Wat is een transformatortank? Typen, materialen en ontwerp

Wat is een transformatortank?

Een transformatortank is de gelaste stalen behuizing die de kern-en-wikkeling van een in olie-ondergedompelde transformator huisvest en de isolerende olie bevat. Het vervult drie taken: het ondersteunt en beschermt het actieve deel, het bevat de olie die zorgt voor elektrische isolatie en warmteoverdracht, en het vormt de mechanische interface voor bussen, radiatoren, de conservator en beschermende apparaten. De tank moet sterk genoeg zijn om de interne druk te weerstaan ​​die ontstaat door het uitzetten van de olie, en goed genoeg afgedicht zijn om vocht en zuurstof uit de buurt van de olie te houden.

Functies van de tank

Isolatieondersteuning: de olie in de tank isoleert de wikkelingen van de tankwand en de aarde

Warmteafvoer: olie transporteert warmte van de wikkelingen naar de tankwand en radiatoren, waar het aan de lucht wordt afgegeven

Bescherming: de gesloten behuizing houdt vocht, stof, knaagdieren en corrosieve atmosferen buiten

Structurele basis: de tank draagt ​​het gewicht van het actieve onderdeel en alle accessoires en brengt dit over naar de fundering

Typen hoofdtanks

Verzegelde (conventionele) tank

Een afgedichte tank is een volledig gesloten gelaste structuur zonder olieconservator. Een gaskussen of elastisch membraan absorbeert de verandering in het olievolume als gevolg van temperatuurschommelingen, zodat de olie nooit in contact komt met de buitenlucht. Deze tanks zijn eenvoudig, compact en gebruikelijk in distributietransformatoren en kleinere vermogenstransformatoren. Bij sommige ontwerpen is een ontluchter met silica-gel op plaatsen waar drukontlasting nodig is, waardoor vocht wordt gefilterd uit alle lucht die binnendringt.

Conservatortank

Een conservatortank is een klein oliereservoir dat boven de hoofdtank is gemonteerd en met een pijp is verbonden. Wanneer de olie opwarmt en uitzet, stroomt het overschot naar de conservator; als het afkoelt, stroomt de olie terug. De hoofdtank blijft daarom te allen tijde volledig gevuld met olie, en het olieoppervlak in de conservator wordt beschermd door een silica-gel-ontluchter die vocht verwijdert uit de lucht die tijdens het samentrekken wordt aangezogen. Dit ontwerp is standaard voor middelgrote en grote vermogenstransformatoren omdat het de hoofdtank vrijhoudt van gasruimte en de veroudering van de olie vertraagt.

Materialen en fabricage

De meeste tanks zijn gemaakt van zacht plaatstaal, gevormd, gelast en versterkt met ribben en verstijvers. Zacht staal is sterk, economisch en gemakkelijk te vervaardigen; het is afgewerkt met een zink-rijke primer en een weer-weerbestendige toplaag voor buitengebruik. Roestvast staal is gespecificeerd voor kust-, chemische of hoge-vochtige omgevingen waar de corrosieweerstand groter is dan de kosten. Gegalvaniseerd staal en aluminium verschijnen in speciale lichtgewicht uitvoeringen. Elke tank wordt na het lassen hydrostatisch of pneumatisch op lekkage getest-, en het interieur wordt gereinigd en gedroogd voordat het actieve onderdeel wordt gemonteerd.

Koeling en accessoires

De koeling is afhankelijk van het oppervlak van de tank en de radiatoren. Kleine units zijn natuurlijk gekoeld (ONAN); grotere eenheden voegen afneembare radiatoren, ventilatoren (ONAF) of oliepompen (OFAF) toe om het continue vermogen te verhogen. Typische accessoires gemonteerd op of naast de tank zijn onder meer:

Hoog-spannings- en laagspannings-doorvoeren

Olieconservator met silica-gelontluchter en olie-meter

Buchholz (gas)relais op de conservatorbuis

Overdrukventiel en oliebemonsteringsventiel

Oliethermometer en wikkeltemperatuurindicator

Aardingsklemmen op de tank en het deksel

Ontwerpoverwegingen

De tank moet de olie laten uitzetten zonder overdruk, dus het conservatorvolume en de ontluchtingscapaciteit worden berekend op basis van het olietemperatuurbereik. Het basisframe moet stijf genoeg zijn om de volledige transformator op te tillen, en de kap moet afneembaar zijn voor inspectie. Tankafmetingen moeten ook de transportlimieten respecteren, omdat een eenheid die niet door de poort of containerdeur van de klant kan gaan, vermijdbare kosten met zich meebrengt. De standaard mechanische en thermische vereisten volgen IEC 60076-1 en GB 1094, met olie- en drukgerelateerde tests beschreven in IEC 60076-1 en GB/T 6451.

Onderhoud

Routinecontroles omvatten het inspecteren van de kleur van het ontluchtingsmiddel, het verifiëren van het oliepeil in de conservator, het reinigen van de radiatorvinnen, het controleren op lekkage bij lasnaden en pakkingen en het bevestigen dat het drukontlastingsapparaat vrij is. Elk olielek moet onmiddellijk worden gerepareerd: een langzaam lek laat vocht binnen en verslechtert geleidelijk de diëlektrische sterkte van de olie.

Veelgestelde vragen

Waarom is de tank gevuld met olie in plaats van lucht?

Olie zorgt voor zowel isolatie als koeling. De diëlektrische sterkte is veel hoger dan die van lucht, en de circulatie transporteert warmte van de wikkelingen naar het tankoppervlak. Lucht-gevulde droge- transformatoren worden binnenshuis gebruikt waar de brandveiligheidsregels olie uitsluiten.

Wat is het doel van de silicagel in de ontluchter?

De gel absorbeert vocht uit de lucht die de conservator binnendringt terwijl de olie samentrekt bij afkoeling. Zonder dit zou vochtige lucht het olieoppervlak bereiken en na verloop van tijd de diëlektrische sterkte ervan verminderen.

Kan een afgesloten tank worden omgezet in een conservator-ontwerp?

Ombouw is over het algemeen niet praktisch omdat de tankconstructie, het deksel en de accessoires verschillen. Het is voordeliger om al in de specificatiefase het juiste type te selecteren.

Waarom gebruiken grote transformatoren altijd conservatoren?

Grote eenheden bevatten veel meer olie, waardoor de thermische uitzetting groot is. Een conservator houdt de hoofdtank volledig gevuld met olie-, elimineert de gasruimte boven de olie en zorgt ervoor dat oliemonsters en-bijvulroutinewerkzaamheden veilig en eenvoudig zijn.

Wat is het verschil tussen ONAN- en ONAF-koeling?

ONAN betekent natuurlijke oliecirculatie en natuurlijke luchtkoeling, waarbij uitsluitend wordt vertrouwd op de tank en radiatoren. ONAF voegt ventilatoren toe die lucht over de radiatoren blazen, waardoor het koelvermogen en daarmee de toegestane continubelasting wordt vergroot.