Transformador imerso em óleo de transformador externo 10kv 20kv 35kv

O transformador imerso em óleo de transformador externo 10kv 20kv 35kv depende de óleo para isolamento e resfriamento, com vários métodos de resfriamento, como auto-resfriamento, resfriamento a ar, resfriamento a água e circulação forçada de óleo. Os principais componentes incluem núcleo de ferro, enrolamento, tanque de óleo, conservador de óleo, respirador, tubo à prova de explosão, radiador, luva de isolamento, comutador de derivação, relé de gás, termômetro, purificador de óleo e muito mais.

As chapas de aço silício em transformadores imersos em óleo possuem uma camada intermediária exclusiva, que permite que o óleo do transformador penetre e desempenhe uma função de amortecimento, resultando em níveis de ruído mais baixos. Porém, o interruptor regulador de pressão, localizado dentro do tanque de combustível, pode ser problemático se o contato não for bom, levando a um circuito aberto ou até mesmo à queima do interruptor sob cargas elevadas.

Temperatura operacional do transformador imerso em óleo do transformador externo 10kv 20kv 35kv

Os transformadores a óleo são projetados para funcionar dentro de condições específicas de resfriamento, conforme indicado na placa de identificação. É importante garantir que a temperatura superior do óleo não ultrapasse 90 ℃ para manter o desempenho ideal e evitar a degradação do isolamento. Para operação regular, recomenda-se manter a temperatura superior do óleo abaixo de 85 ℃, com um alarme definido em 80 ℃ para alertar sobre possíveis problemas.

Sobrecarga

Os transformadores são projetados para lidar com situações de sobrecarga normal e de sobrecarga acidental, e é recomendado ter sinais de sobrecarga em vigor. Nos casos em que os sinais de sobrecarga não possam ser instalados, um dispositivo de medição abrangente deverá ser utilizado. Para transformadores imersos em óleo, o valor do sinal de sobrecarga deve ser ajustado entre 1,1 a 1,2 vezes a corrente nominal do transformador. Por outro lado, para transformadores do tipo seco, o valor do sinal de sobrecarga deve estar entre 1,2 a 1,3 vezes a corrente nominal, levando em consideração a corrente do ventilador durante a operação. É importante monitorar as mudanças de carga e temperatura do transformador assim que o sinal de sobrecarga for acionado. Inspeções regulares devem ser realizadas para identificar a causa da sobrecarga, se as circunstâncias permitirem. Se a sobrecarga for significativa (excedendo 1,3 vezes a corrente nominal) ou se a temperatura ultrapassar o limite superior, a carga deverá ser reduzida. Downloads mensais de dados e análises de carga são essenciais ao instalar um transformador abrangente. Para transformadores que apresentam padrões de sobrecarga, a frequência de coleta de dados deve ser aumentada e medições de carga e temperatura devem ser feitas durante os cálculos de sobrecarga. Sempre que possível, devem ser realizadas inspeções e investigações imediatas para determinar a causa da sobrecarga. Se a carga do transformador exceder um limite crítico (1,3 vezes ou mais da corrente nominal) ou se a temperatura ultrapassar o limite superior, a carga deverá ser diminuída.

Método de resfriamento

Existem três métodos principais de resfriamento empregados em transformadores imersos em óleo:

1. Auto-resfriamento imerso em óleo, que depende da convecção natural do óleo para dissipar o calor.

2. Resfriado a ar imerso em óleo, que se baseia no método de auto-resfriamento e incorpora um ventilador para soprar ar no tanque de óleo e nas tubulações, aumentando assim a dissipação de calor.

3. A circulação forçada de óleo envolve o uso de uma bomba de óleo para extrair óleo quente do transformador, resfriá-lo externamente e depois devolvê-lo ao transformador.

Função estrutural

O transformador primário na subestação primária de um sistema de fornecimento de energia de trânsito ferroviário urbano é normalmente um transformador trifásico imerso em óleo. Este tipo de transformador compreende vários componentes principais, incluindo um núcleo de ferro, enrolamento, tanque de óleo, dispositivo regulador de tensão, radiador, conservador de óleo, relé de gás, luva de isolamento, tubo à prova de explosão e outras peças.

1. Núcleo de ferro

O núcleo de ferro é composto por chapas de aço silício com excelente condutividade magnética empilhadas, formando um circuito de fechamento de fluxo magnético. Os enrolamentos primário e secundário do transformador são enrolados no núcleo de ferro. Os núcleos do transformador são separados em dois tipos de estruturas: tipo de núcleo e tipo de cobertura. Atualmente, os transformadores amplamente utilizados são todos estruturas centrais. O núcleo de ferro tipo coração é composto por uma coluna de núcleo de ferro sul e uma canga de ferro. O núcleo de ferro de um transformador imerso em óleo possui um fluxo de óleo para resfriamento do núcleo de ferro, o que auxilia no fluxo de óleo no transformador e também melhora o resultado de dissipação de calor das ferramentas.

2. O enrolamento

O enrolamento, também conhecido como bobina, é o circuito condutor de um transformador, que é enrolado com cabo de cobre ou alumínio para formar um formato redondo multicamadas. O enrolamento primário e secundário são revestidos concentricamente na coluna de núcleo de ferro. Para funções de isolamento, o enrolamento de baixa tensão é normalmente posicionado no interior e o enrolamento de alta tensão é colocado no exterior. O material de isolamento é enrolado na borda externa do cabo para criar certo isolamento entre os cabos e entre os cabos e o solo.

3. O tanque de óleo

O tanque de armazenamento de óleo é a cobertura externa de um transformador imerso em óleo, que é utilizado não apenas para armazenar óleo, mas também para instalar vários outros elementos.

4. Dispositivo de regulação de tensão

O dispositivo de regulação de tensão está preparado para garantir a estabilidade da segunda tensão do transformador. Quando a tensão da fonte de alimentação for alterada, use um dispositivo regulador de tensão para reajustar o comutador da torneira do transformador para criar uma certa tensão final estável no lado adicional. O dispositivo de regulação de tensão é dividido em dois tipos: ferramenta de lei de tensão carregada e ferramenta de regulação de tensão descarregada.

5. O radiador

O radiador é montado na parede do recipiente de óleo, e os componentes superior e inferior são conectados ao tanque de armazenamento de óleo através de tubos. Quando há uma distinção de temperatura entre as temperaturas superior e inferior do óleo do transformador, a convecção do óleo é formada através do radiador. Após o resfriamento pelo radiador, ele retorna para o tanque de armazenamento de óleo, desempenhando um papel na redução da temperatura do óleo do transformador. Para aumentar o impacto do resfriamento, procedimentos como auto-condicionamento, resfriamento de ar necessário e resfriamento de água necessário podem ser adotados.

6. Conservador de óleo

Conservador de óleo, também conhecido como conservador de óleo. O óleo do transformador sofrerá crescimento e aperto térmico devido às mudanças de temperatura, e o nível do óleo certamente aumentará ou diminuirá com as mudanças de temperatura. A característica do conservador de óleo é fornecer uma barreira para o desenvolvimento térmico e contração do óleo e manter o tanque de armazenamento de óleo constantemente cheio de óleo. Ao mesmo tempo, como resultado da presença de um conservador de óleo, o contato com o local entre o óleo e o ar é reduzido, o que pode diminuir a oxidação do óleo.

7. Relé de gás

O relé de gás, também conhecido como relé de gás, é o principal dispositivo de proteção contra erros internos em transformadores. Ele é instalado no meio do tubo de óleo de conexão entre o tanque de óleo e o conservador. Quando ocorre um erro grave dentro do transformador, o relé de gás se conecta ao disjuntor e desarma no mesmo circuito. Quando ocorre uma falha menor dentro do transformador, o relé de gás se conecta ao circuito de sinal de erro.

8. As mangas de isolamento alto e baixo

As mangas de isolamento baixo e alto ficam na tampa superior do tanque de óleo do transformador, e as mangas de isolamento de cerâmica são geralmente usadas para transformadores imersos em óleo. A característica da luva de isolamento é manter um bom isolamento entre os cabos do enrolamento de baixa e alta tensão e o tanque de óleo e reparar os cabos.

9. Tubo à prova de explosão

O tubo à prova de explosão, também chamado de trato respiratório de segurança e proteção, é instalado no tanque de óleo do transformador, e sua tomada elétrica é vedada com filme de vidro à prova de explosão. Quando ocorre um mau funcionamento grave dentro do transformador e o relé de gás falha, o gás dentro do tanque de óleo aparece no filme de vidro à prova de explosão e é expelido pela passagem de ar de segurança para evitar que o transformador decole. Estrutura de isolamento

Efeito de isolamento do transformador

(1) Proteja o corpo condutor de várias outras partes.

(2) Pode separar vários componentes carregados.

(3) Uma configuração prática de isolamento pode melhorar a uniformidade da circulação da área elétrica.

(4) Permita que as peças elétricas atinjam uma certa quantidade de capacitância.

(5) Desempenha um papel na assistência mecânica, fixação e fluxo de óleo para dissipação de calor.

Classificação de isolamento e requisitos para transformador imerso em óleo de transformador externo 10kv 20kv 35kv

1.Classificação de isolamento para transformadores

O sistema de isolamento do transformador pode ser categorizado em duas partes: isolamento interno e externo. O isolamento interno abrange os diversos componentes dentro do tanque de óleo, enquanto o isolamento externo refere-se ao isolamento entre a bucha e o terra, bem como entre si. O isolamento interno pode ser dividido em duas subcategorias: isolamento principal e isolamento longitudinal. O isolamento principal é responsável por isolar os enrolamentos e as partes aterradas, bem como os espaços entre os enrolamentos. Em transformadores imersos em óleo, a estrutura de isolamento com barreira de papel a óleo é o isolamento principal mais comumente usado.

O isolamento principal pode ainda ser classificado em isolamento graduado e isolamento completo. O isolamento graduado refere-se ao nível de isolamento principal próximo ao ponto neutro sendo inferior ao nível de isolamento nas extremidades do enrolamento. Por outro lado, o isolamento completo ocorre quando o nível de isolamento na primeira e na última extremidade do transformador é o mesmo. Além disso, o isolamento vertical refere-se ao isolamento entre diferentes partes do mesmo enrolamento, como o isolamento entre voltas, voltas e voltas do fio.

2. Requisitos de isolamento para transformadores

A necessidade de isolamento do transformador é não afetar o procedimento normal do transformador como resultado de danos no isolamento durante toda a operação. Suas principais necessidades são conformes.

(1) Eficiente em suportar sobretensões e tensão operacional regular durante toda a operação.

(2) Capaz de suportar curto-circuito existente, sobrecorrente e corrente operacional típica durante a operação.

(3) O nível de umidade e envelhecimento não afeta o procedimento típico do transformador.

3.Materiais de isolamento para transformadores

Os principais materiais de isolamento dentro dos transformadores consistem em óleo de transformador, papelão isolante, papel metálico, papel telefônico e papel velho e enrugado.

(1) Óleo de transformador.

( 2 )Papelão blindado. O papelão isolante é feito principalmente empurrando fibras de sulfato não branqueadas, que têm muitos poros entre as fibras, tendo, portanto, forte respirabilidade, absorção de óleo, absorção de água, etc. Suponha que seja usado papel de fibra de poliamina de alta resistência ao calor. Nesse caso, a sua vida útil certamente será substancialmente aumentada, por exemplo, como tubo de papel isolante, barra de suporte, bloco de almofada, divisória, anel de canto, etc.

(3) Papel para cabos. Este papel isolante é feito de polpa sulfatada e é utilizado em transformadores com papel para televisão a cabo versões DL2-08 e DL2-12, com densidades de 0,08 mm e 0,12 mm. É utilizado principalmente para isolamento na superfície externa de cabos, isolamento intercalar de bobinas e isolamento de enrolamento de chumbo. É apenas um dos principais produtos de isolamento para transformadores imersos em óleo.

( 4 ) Papel telefônico. Feito de polpa de sulfato. Utilize papel telefônico com desenho DH-50 no transformador. Sua densidade é (0,5 ± 5%) mm, e é enrolado em um rolo de papel com largura de (500 ± 10) mm. Geralmente usado para isolamento de cabos de bobinas e acabamento de isolamento de bobinas.

(5) Papel enrugado. É também papel isolante, feito de papel cordão feito de polpa sulfatada e processado. Possui excelente eficiência elétrica em óleo, caracterizada por alta tensão de falha ordinária e pouco valor tangente do ângulo de perda dielétrica. O papel enrugado é usado principalmente para embrulhar linhas de saída de transformadores e outras áreas.

O coeficiente dielétrico do papel e papelão isolante, denotado como ε, está na faixa de 4-5, ultrapassando o coeficiente dielétrico do óleo do transformador, representado como ε=2,2, em mais que o dobro. No isolamento composto, a intensidade do campo experimentado está inversamente relacionada ao coeficiente dielétrico do material quando sujeito a um campo elétrico.

A intensidade do campo dentro da lacuna de óleo é significativamente mais forte do que a do papelão, tornando-o um ponto vulnerável no isolamento do papel oleado. Como resultado, os pesquisadores estão explorando novos tipos de papelão com coeficientes dielétricos mais baixos para reduzir o tamanho da estrutura de isolamento dos transformadores.

Introdução à Estrutura de Isolamento

Estrutura de isolamento principal para transformador imerso em óleo de transformador externo 10kv 20kv 35kv

1. Entre o enrolamento e o núcleo de ferro

O núcleo de ferro consiste em um pilar central e uma culatra de ferro que são aterrados durante a operação. O isolamento entre o enrolamento e o pilar central é fornecido principalmente pelo enrolamento próximo ao pilar central. Ilustrado na Figura 2-15, um cilindro de papel isolado e um núcleo cilíndrico de ferro são utilizados para esse propósito. Para criar uma espessura específica de isolamento do intervalo de óleo, uma tira de suporte é colocada entre o diâmetro externo do tubo de papel e o diâmetro interno do enrolamento, conforme demonstrado na Figura 2-18. Em cenários de alta tensão, a tira de suporte do tubo de papel pode ser reciclada para gerar uma camada adicional de isolamento, conforme ilustrado nas Figuras 14 e 16 da Figura 2.

O núcleo de ferro consiste em um pilar central e uma culatra de ferro que é aterrada durante a operação. O enrolamento próximo ao pilar central fornece principalmente o isolamento entre o enrolamento e o pilar central. Ilustrado na Figura 2-15, um cilindro de papel isolado e um núcleo cilíndrico de ferro são utilizados para esse propósito. Para criar uma espessura específica de isolamento do intervalo de óleo, uma tira de suporte é colocada entre o diâmetro externo do tubo de papel e o diâmetro interno do enrolamento, conforme demonstrado na Figura 2-18. Em cenários de alta tensão, a tira de suporte do tubo de papel pode ser reciclada para gerar uma camada adicional de isolamento, conforme ilustrado nas Figuras 14 e 16 da Figura 2.

2.Entre enrolamentos

O isolamento da lacuna de óleo do tubo de papel é comumente utilizado como método de isolamento primário para níveis de enrolamentos dentro da mesma fase ou entre fases diferentes. Este tipo de isolamento é freqüentemente visto em transformadores de ultra-alta tensão de alta capacidade, onde tubos de papel finos com lacunas mínimas de óleo são comumente empregados.

3.Entre o enrolamento e a carcaça

O enrolamento mais externo e o tanque de óleo fornecem o isolamento primário entre o enrolamento e a carcaça. Em níveis de tensão de 110kV ou inferiores, o óleo isolante fornece espessura suficiente para o isolamento principal. Em contraste, em tensões mais elevadas de 220kV e superiores, é incorporada uma tela de cartão adicional para reforçar o isolamento principal entre a terra e o enrolamento.

4. Isolamento de linhas de saída

A espessura do papel amassado que cobre a borda enrolada muda dependendo dos níveis de tensão. Mais voltagem resulta em uma camada mais espessa de papel amassado. Enrole papel amassado da espessura certa próximo à borda da bobina, mas não diretamente sobre ela, usando um cabo desencapado ou barramento de metal. Em seguida, solde um fio de cobre macio multicamadas que esteja diretamente ligado à luva de porcelana.

5. Isolamento do comutador

A haste de operação do comutador atua como um isolante crucial entre os enrolamentos de alta e média tensão e o solo. Isso ocorre porque uma extremidade da haste se conecta às peças de alta e média tensão, enquanto a outra extremidade se conecta ao invólucro, que está aterrado. Normalmente, a haste operacional é feita de tubos de papel isolante fenólico ou madeira seca revestida com tinta protetora. É montado sobre um suporte de isolamento, com a parte condutora proporcionando isolamento entre o suporte e o solo. O isolamento primário é feito de madeira do sul ou papelão fenólico.

6. Isolamento principal externo de transformadores

A luva de isolamento do transformador é projetada para guiar os condutores de alta e baixa tensão de dentro do transformador para o exterior do tanque de óleo. Ele fornece isolamento para os cabos de aterramento e suporte estrutural como cabo fixo. Assim, é crucial atender aos requisitos de resistência elétrica e mecânica especificados nas normas de fabricação. O condutor dentro da bucha cerâmica de um transformador é um componente crítico que transporta corrente durante a operação normal e curtos-circuitos. Como resultado, a bucha cerâmica deve possuir forte estabilidade térmica. O design e os materiais utilizados na luva de isolamento são determinados com base nos requisitos de nível de tensão.l.

Isolamento vertical

O isolamento vertical envolve fornecer isolamento entre voltas, camadas e telas individuais dentro da mesma bobina de enrolamento; existem múltiplas voltas de enrolamento, necessitando de isolamento entre elas. O isolamento entre espiras normalmente consiste em papel de cabo envolvendo o fio, sendo necessário um isolamento mais espesso para níveis de tensão mais elevados. O isolamento intercamadas refere-se ao isolamento entre camadas de fios adjacentes, equivalente à largura da passagem de óleo.