Transformator olejowy: jak to działa, zasada działania urządzenia przekształcającego moc

Przy przesyłaniu energii elektrycznej na duże odległości bardzo ważne jest zminimalizowanie jej strat. Dlatego energia generowana przez generatory musi być poprawnie przetworzona, aby uzyskać wyższe napięcie. W tym celu w specjalnych podstacjach instalowany jest olejowy transformator mocy.

Elementy konstrukcji

Linie elektroenergetyczne wysokiego napięcia o napięciu powyżej 6 tysięcy woltów są chronione przez specjalne urządzenia przekształcające przemienny prąd elektryczny i chroniące sieci przed poważnymi przepięciami. Istnieją dwa rodzaje takich urządzeń:

• transformatory konwencjonalne;
• autotransformatory.

Obie odmiany mają podobny design i funkcjonalność. Standardowa konstrukcja transformatora obejmuje następujące elementy:

• Rdzeń ferromagnetyczny. Jest zamknięty w specjalnej wytrzymałej obudowie, która nie pozwala na uszkodzenie jej przez agresywne środowisko.
• Meandrowy. Występuje w miedzi i aluminium, ma okrągłe lub prostokątne sekcje. Koncentryczne uzwojenie ma postać cylindrów umieszczonych jeden w drugim. W pobliżu rdzenia znajduje się kilka warstw uzwojenia niskiego napięcia. Uzwojenie śrubowe wysokiego napięcia jest zainstalowane na specjalnym cylindrze, który pełni rolę izolatora. Belki, na których znajduje się uzwojenie, mają specjalną ochronę.
  instagram viewer
• Przekaźnik gazowy. Będąc w rurociągu między zbiornikiem głównym a zbiornikiem wyrównawczym, przepuszcza cały gaz wytwarzany podczas podgrzewania oleju. Przekaźnik jest aktywowany nawet przy minimalnym zagazowaniu. W przypadku wzrostu objętości gazu powiadamiane są o tym czujniki światła i dźwięku. W przypadku generowania dużej ilości gazu, aby zapobiec rozkładowi substancji ropopochodnych, automatycznie wyzwalane są przełączniki w całym transformatorze.
• Studnia termometru. Do ciągłego monitorowania temperatury warstw powierzchniowych oleju wymagany jest termometr.
• Osuszacz powietrza. Zapobiega przedostawaniu się wilgoci z powietrza do oleju i pogarszaniu jego parametrów dielektrycznych.
• Rura wydechowa. Aby olej płynął w odpowiedniej ilości, jeden koniec rurki jest podłączony do kadzi głównej transformatora, drugi znajduje się na poziomie tuż nad ekspanderem.
• Membrana bezpieczeństwa. Mocowany do krawędzi rury wydechowej, pełni funkcję ochronną w przypadku awaryjnego przepięcia. Niektóre urządzenia mogą wykorzystywać mieszek lub elementy zaworu zamiast membrany.
• Tuleje. Z ich pomocą zapewniona jest bezpieczna praca urządzenia. Dla ułatwienia obsługi urządzenie wyposażone jest w uchwyt na pokrywie zbiornika.

Urządzenie transformatora olejowego zapewnia obecność w nim układu chłodzącego i magnetycznego. Główną cechą odróżniającą takie urządzenie od autotransformatora jest jego niewielki rozmiar, dzięki któremu użycie transformatora olejowego staje się wygodne zarówno na ulicy, jak i w pomieszczeniach technicznych każdego rozmiar.

Zasada działania

Działanie urządzenia przetwarzającego prąd opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Do uzwojenia płynie prąd o napięciu przemiennym, tworząc przemienne pole magnetyczne. Ten ostatni przyczynia się do dalszego powstawania prądu elektrycznego.

Olej o wysokich właściwościach dielektrycznych wlewa się do zbiornika wyposażonego w zawory i zakrętkę. Zawór odcinający na dole umożliwia pobieranie próbek oleju do analizy. Aby zwiększyć powierzchnię zbiornika, można zastosować metalowe płytki, aby przyspieszyć procedurę wymiany ciepła między olejem a zewnętrzną warstwą powietrza.

W zbiorniku olej zaczyna poruszać się po wewnętrznym i zewnętrznym kręgu. Funkcję pierwszego okręgu pełnią dwa kolektory tworzące grzejnik.

Temperaturę grzejnika można obniżyć w sposób naturalny lub za pomocą specjalnie dostarczonego systemu wentylacji. Taki system z jednej strony skutecznie chłodzi sprzęt, z drugiej zaś obniża jego wydajność obciążeniową średnio o 25%.

Reżim temperaturowy

Krążący wewnątrz zbiornika olej, ogrzewając i chłodząc, stale zmienia swoją objętość w określonym zakresie. Aby w odpowiednim czasie skompensować wahania objętości, transformator ma zbiornik wyrównawczy ze wskaźnikiem oleju. Dzięki zastosowanej podczas instalacji zasadzie naczyń połączonych oraz przezroczystej podziałce proces monitorowania poziomu oleju w urządzeniu jest maksymalnie uproszczony.

Podczas pracy transformatora mocy temperatura oleju osiąga bardzo wysokie wartości, dlatego podczas jego ochładzania do atmosfery uwalniana jest ogromna ilość ciepła.

Rozwój nowoczesnych technologii przemysłowych umożliwił wykorzystanie uwolnionej energii cieplnej do ogrzewania budynków położonych w pobliżu pracujących podstacji transformatorowych.

Prawidłowa obsługa i konserwacja

Kluczem do długotrwałej pracy transformatora olejowego jest przestrzeganie wszystkich norm jego użytkowania, określonych w instrukcjach. Aby urządzenie działało sprawnie, musi być poddane:

• badanie profilaktyczne;
• Inspekcja techniczna;
• nieplanowane naprawy.

Podczas tych prac specjaliści sprawdzają działające urządzenie pod kątem obecności obcych hałasów i nadmiernych drgań, sprawdzają liczbę przełączeń z danymi wyświetlanymi na licznikach. Częstotliwość przeglądów transformatorów olejowych zależy od sposobu ich pracy. Jeżeli proces eksploatacji jest nadzorowany przez fachowców, inspekcję należy przeprowadzać codziennie. W przypadku autonomicznie działających urządzeń wystarczą trzy kontrole miesięcznie.