هدف از ترانسفورماتور روغن چیست؟

یک ترانسفورماتور غوطه‌ور{0}}روغنی چیست؟

ترانسفورماتور غوطه ور در روغن نوعی ترانسفورماتور قدرت است که در آن هسته مغناطیسی و سیم پیچ ها به طور کامل در روغن عایق غوطه ور می شوند. این روغن عملکرد دوگانه ای دارد: اجزای پر انرژی را به صورت الکتریکی عایق می کند و گرمای تولید شده در حین کار را با گردش در رادیاتورها دفع می کند. این ترانسفورماتورها به دلیل قابلیت اطمینان و کارایی حرارتی به طور گسترده در شبکه‌های انتقال ولتاژ بالا، پست‌ها، تأسیسات صنعتی و پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شوند.

 

ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن{0}}برای کنترل طراحی شده اندولتاژ از 6.6 کیلو ولت تا 765 کیلو ولتوظرفیت از 50 کیلو ولت آمپر تا 1000+ MVA، آنها را برای برنامه های{0}سطح شبکه ایده آل می کند.

 

در سیستم‌های برق مدرن، ولتاژ باید به طور مؤثر و ایمن در مراحل مختلف-از تولید تا مصرف تبدیل شود. برای برنامه‌های ولتاژ متوسط ​​تا فوق‌العاده{2}}ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن-استاندارد صنعت هستند زیرا عایق قابل اعتماد، خنک کننده عالی و دوام ثابت شده-درازمدت را ارائه می دهند. ویژگی بارز این ترانسفورماتورها آنهاستاستفاده از روغن عایق، که اجزای داخلی را زیر آب می برد و به عنوان هر دو عمل می کندعایق دی الکتریک و محیط انتقال حرارت.

 

هدف از ترانسفورماتور روغن چیست؟

ترانسفورماتور{0}}پر شده با روغن، ترانسفورماتور ولتاژی است که روغن را در داخل خنک می‌کند تا دما را کاهش دهد. بدنه آن معمولاً روی یک مخزن فولادی جوش داده شده بزرگ که با روغن عایق پر شده است نصب می شود.

 

ترانسفورماتور مبتنی بر روغن{0}}از عایق‌ها برای قطعات الکتریکی با ولتاژ بالا مانند سوئیچ‌ها، کندانسورها، مبدل‌ها و قطع کننده‌های مدار استفاده می‌کند. هنگامی که دستگاه روشن می شود، سیم پیچ و حرارت هسته آهنی به روغن عایق تبدیل می شود و آن را به یک عامل خنک کننده تبدیل می کند.

 

خطوط انتقال و پست های برق اغلب از ترانسفورماتورهایی استفاده می کنند که روی روغن کار می کنند. هسته و کویل های آن با فرو بردن در روغن سرد و عایق می شوند. در یک سیستم همرفتی{2}}روغن از طریق مجاری در سیم پیچ گردش می‌کند و سپس به دور هسته می‌پیچد.

 

داخل ترانسفورماتور روغن چیست؟

 

هنگامی که ظرفیت مخزن کم است، جریان هوا از بیرون ظرف روغن را خنک می کند.

در رتبه‌بندی‌های بیشتر، یک رادیاتور{0}}خنک‌شده با هوا به عنوان منبع خنک‌کننده روغن عمل می‌کند.

 

به طور کلی، روغن های ترانسفورماتور به گونه ای ساخته می شوند که در دماهای بسیار بالا به خوبی عمل کنند، عایق، خنک کنند و از تخلیه و گرمای بیش از حد کرونا جلوگیری کنند.

اجزای کلیدی و عملکردهای یک ترانسفورماتور غوطه ور روغن{0}

جزء	تابع
هسته مغناطیسی	شار مغناطیسی را برای فعال کردن تبدیل ولتاژ هدایت می کند
سیم پیچ (HV/LV)	حمل جریان الکتریکی؛ عایق و غوطه ور در روغن
روغن عایق	از خرابی الکتریکی جلوگیری می کند و گرما را از بین می برد
تانک اصلی	روغن و اجزای فعال را در یک محفظه فولادی مهر و موم شده نگه می دارد
رادیاتور / کولر	گرما را از روغن در گردش به هوای محیط پخش کنید
تانک محافظ	انبساط و انقباض روغن حرارتی را با تغییر دما در نظر می گیرد
تنفس (سیلیکاژل)	در هنگام تبادل هوا در سیستم محافظ رطوبت را فیلتر می کند
رله بوخهولتز	عیوب داخلی را با تجمع گاز در روغن تشخیص می دهد
شیر تخلیه فشار	در شرایط اضطراری فشار داخلی را آزاد می کند

 

---

انواع اصلی روغن-ترانسفورماتورهای غوطه ور

معیار طبقه بندی	انواع
روش خنک کننده	ONAN، ONAF، OFAF، OFWF (روغن/هوا/طبیعی/ترکیبات اجباری)
حفظ روغن	نگهدارنده-نوع (با هواگیر) در مقابل مهر و موم هرمتیک (هوابند)
طراحی هسته	هسته-نوع (استاندارد) در مقابل پوسته-نوع (فشرده،-استحکام بالا)
پیکربندی فاز	تک فاز-(مژولار) در مقابل سه-فاز (متداول در برنامه های شبکه)

 

مرکز آهن

هسته آهنی ترانسفورماتور پیوند مغناطیسی اصلی است و جزء قادر به هدایت مغناطیسی است. انرژی مغناطیسی را برای مدار ثانویه به انرژی الکتریکی و نیروی الکتریکی مدار اصلی را به انرژی مغناطیسی تبدیل می کند.

به طور معمول، ورق های فولادی سیلیکونی به گونه ای چیده می شوند که هسته آهنی یک ترانسفورماتور را تشکیل می دهند و از یکدیگر جدا می شوند. ورق فولادی سیلیکونی عمدتاً بر اتلاف بدون بار-ترانسفورماتور تأثیر می گذارد.

حلقه ترانسفورماتور

سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه دو سیم پیچ متفاوت هستند که هر نوع ترانسفورماتور را تشکیل می دهند. سیم پیچ اولیه به منبع برق و سیم پیچ ثانویه به بار متصل می شود.

در همان ستون هسته آهنی، سیم‌پیچ‌های اول و دوم هر فاز ترانسفورماتور سه فاز به شکل‌های استوانه‌ای پیچیده می‌شوند. سیم پیچ ولتاژ پایین-به راحتی می تواند هسته را در این موقعیت جدا کند.

فضایی بین سیم پیچ های بالا و پایین باقی می ماند تا به عنوان مسیر روغن عمل کند که به روغن ترانسفورماتور اجازه گردش می دهد و به انتقال حرارت کمک می کند.

محافظ نفت

محافظ روغن ترانسفورماتور به عنوان بالش روغن نیز شناخته می شود زیرا شبیه یک بالش استوانه ای است. به صورت افقی بالای مخزن روغن نصب می شود و به مخزن روغن ترانسفورماتور پمپ می شود.

به طور معمول، ظرفیت نگهدارنده نفت 10٪ یا کمتر از حجم مخازن ذخیره سازی است.

هنگامی که روغن ترانسفورماتور گرم شد و منبسط شد، از مخزن روغن به محافظ روغن حرکت می کند. روغن ترانسفورماتور پس از سرد شدن منقبض می شود و دوباره از محافظ روغن به مخزن روغن پر می شود.

بوش ترانسفورماتور

میله راهنما به عنوان اتصال بین سیم سیم سیم پیچ ترانسفورماتور و مدار خارجی عمل می کند. بوش ترانسفورماتور یک عایق بین میله های راهنما و درب جعبه است و میله راهنما را در جای خود نگه می دارد.

ترانسفورماتور تنفس

حفاظت ترانسفورماتور قدرت شامل استفاده از تجهیزات کاهش فشار است. اگر یک نقص داخلی یا اتصال کوتاه در یک ترانسفورماتور غوطه‌ور{1}}روغنی ایجاد شود، ایجاد قوس فوراً روغن را تبخیر می‌کند و باعث می‌شود دمای مخزن ترانسفورماتور به سرعت افزایش یابد.

لازم است اقدامات احتیاطی انجام شود زیرا اگر فشار فورا آزاد نشود، مخزن روغن ممکن است بشکند و در نتیجه انفجار و آتش سوزی رخ دهد.

روی Changer ضربه بزنید

هنگامی که برای ترانسفورماتور کنترل کننده -ولتاژ بار- روشن استفاده می شود، محافظ روغن دارای یک محافظ روغن سوئیچ است که در پایین بدون کپسول به نام تعویض کننده شیر قرار گرفته است.

تصفیه کننده روغن

تصفیه کننده روغن نصبی است بر روی دیواره جانبی ترانسفورماتور یا قسمت پایینی خنک کننده روغن قوی که حاوی یک جاذب است: سیلیکاژل یا آلومینا فعال.

 

مزایای کلیدی روغن{0}ترانسفورماتورهای غوطه ور

مزیت	توضیح
قابلیت ولتاژ بالا	به دلیل عملکرد دی الکتریک برتر، تا 765 کیلو ولت را کنترل می کند
خنک کننده کارآمد	همرفت روغن از چرخه کاری طولانی و تعادل حرارتی پشتیبانی می کند
عمر طولانی خدمات	با نگهداری منظم روغن، اغلب از 30 تا 50 سال بیشتر می شود
طراحی مقیاس پذیر	از رتبه بندی های توان سفارشی و کلاس های ولتاژ پشتیبانی می کند
نظارت بر یکپارچه سازی	سازگار با سنسورهای DGA، حرارتی و رطوبت

---

ملاحظات ایمنی و زیست محیطی

عامل خطر	اقدامات کنترلی
خطر آتش سوزی (روغن معدنی)	از موانع آتش، جایگزین های روغن معدنی (استر)، یا آشکارسازها استفاده کنید
آلودگی رطوبتی	تنفس، یکپارچگی مهر و موم، آزمایش دوره ای روغن را حفظ کنید
خطر نشت روغن	از دیوارهای باند، هشدار نشت، بازرسی تعمیر و نگهداری استفاده کنید
اضافه بار حرارتی	RTD ها، فن های خنک کننده و رله های اضافه بار را نصب کنید

---

محیط های کاربردی رایج

بخش	نصب های معمولی
آب و برق	پست های انتقال و توزیع
کارخانه های صنعتی	مراکز بار، کنترل فرآیند، درایوهای موتور
انرژی های تجدید پذیر	پست های PV خورشیدی، نقاط جمع آوری توربین های بادی
حمل و نقل	پست های کششی راه آهن، تغذیه برق مترو
زیرساخت	فرودگاه ها، مراکز داده و امکانات حیاتی

 

فرمت کد خنک کننده توضیح داده شده است

هر کد خنک کننده ترانسفورماتور شاملچهار حرف، به دو جفت تقسیم می شود:

بخش کد	معنی
1 و 2	نوع و حرکت مایع داخلی (O=روغن؛ N=طبیعی، F=اجباری)
3 و 4	محیط خارجی و حرکت (A=هوا، W=آب، N=طبیعی، F=اجباری)

به عنوان مثال:

ONAN= روغن طبیعی هوای طبیعی

ONAF= نیروی هوایی طبیعی نفت

OFAF= نیروی هوایی اجباری نفت

OFWF= آب اجباری نفت

---

جدول مقایسه روش خنک کننده

روش خنک کننده	جریان روغن داخلی	محیط خنک کننده خارجی	دستگاه های خنک کننده	محدوده قدرت	دامنه کاربرد
ONAN	همرفت طبیعی	هوای طبیعی	فقط رادیاتور	حداکثر 10-25 MVA	ترانسفورماتورهای توزیع، پست های کوچک
ONAF	طبیعی	هوای اجباری (فن ها)	رادیاتور + فن	25-60 MVA	پست های صنعتی، شهری
OFAF	روغن اجباری (پمپ)	هوای اجباری (فن ها)	پمپ + فن	60–{1}} MVA	ترانسفورماتورهای شبکه بزرگ، بار سنگین
OFWF	روغن اجباری	آب اجباری	پمپ + کولر آبی	200–1000+ MVA	نیروگاه ها، فراساحل، هسته ای یا محیط های محدود

---

تاثیر عملکرد معمولی

روش خنک کننده	حداکثر افزایش دما (درجه)	راندمان خنک کننده نسبی	افزایش رتبه بار
ONAN	55–65	پایه	1×
ONAF	45–55	+30–40%	1.4×
OFAF	35–45	+50–60%	1.6–1.8×
OFWF	30–40	+70–90%	2.0× یا بیشتر

---

از راهنمای تطبیق موارد استفاده کنید

سناریو	بهترین روش خنک کننده	دلیل
استفاده روستایی یا استاندارد	ONAN	بار کم، سر و صدای کم، پیچیدگی کم
استفاده صنعتی با بار متوسط-	ONAF	خنک کننده تقویتی گاه به گاه در زمان اوج تقاضا
ترانسفورماتور شبکه با بار سنگین ثابت	OFAF	انتقال قدرت بالا، خنک کننده مداوم مورد نیاز است
خنک کننده با حلقه{0}داخل یا بسته	OFWF	تهویه هوا مجاز نیست؛ گرما باید به آب برود

طرح‌های دارای رتبه دوگانه ONAN/ONAF-برای افزایش انعطاف پذیری رتبه بندی رایج هستند.

---

تجهیزات و اجزاء بر اساس روش

روش	تجهیزات خنک کننده استفاده شده
ONAN	رادیاتورها، مخزن انبساط (جریان هوا غیرفعال)
ONAF	رادیاتورها، فن های محوری با کنترل ترموستاتیک
OFAF	پمپ روغن، فن، بانک رادیاتور، شیرهای جهت
OFWF	پمپ های روغن، مبدل های حرارتی-آب به-روغن، واحدهای فیلتراسیون