Vad är en transformatortank? Typer, material och design

Vad är en transformatortank?

En transformatortank är den svetsade stålkapslingen som inrymmer kärnan-och-lindningsenheten i en olje-nedsänkt transformator och håller den isolerande oljan. Den utför tre jobb: den stöder och skyddar den aktiva delen, den innehåller oljan som ger elektrisk isolering och värmeöverföring, och den bildar det mekaniska gränssnittet för bussningar, radiatorer, konservatorn och skyddsanordningar. Tanken måste vara tillräckligt stark för att motstå det inre trycket som skapas av oljeexpansion, och förseglad tillräckligt bra för att hålla fukt och syre borta från oljan.

Tankens funktioner

Isoleringsstöd: oljan inuti tanken isolerar lindningarna från tankväggen och jorden

Värmeavledning: olja transporterar värme från lindningarna till tankväggen och radiatorerna, där den släpps ut i luften

Skydd: det förseglade höljet håller ut fukt, damm, gnagare och frätande atmosfärer

Strukturell bas: tanken bär vikten av den aktiva delen och alla tillbehör och överför den till fundamentet

Huvudtanktyper

Förseglad (konventionell) tank

En förseglad tank är en helt sluten svetsad struktur utan oljekonservator. En gaskudde eller elastiskt membran absorberar oljevolymförändringen som orsakas av temperatursvängningar, så att oljan aldrig kommer i kontakt med utomhusluften. Dessa tankar är enkla, kompakta och vanliga i distributionstransformatorer och mindre krafttransformatorer. Vissa mönster passar en silika-gelventilation där tryckavlastning behövs, som filtrerar fukt från all luft som kommer in.

Konservatortank

En konservatortank är en liten oljereservoar monterad ovanför huvudtanken och ansluten med ett rör. När oljan värms upp och expanderar rinner överskottet upp i konservatorn; när den svalnar rinner oljan tillbaka. Huvudtanken förblir därför helt full med olja hela tiden, och oljeytan i konservatorn skyddas av en silika-gelventilator som tar bort fukt från luften som sugs in under sammandragningen. Denna design är standard för medelstora och stora krafttransformatorer eftersom den håller huvudtanken fri från gasutrymme och saktar ner oljeåldringen.

Material och tillverkning

De flesta tankar är gjorda av mjukt stålplåt, formade, svetsade och förstärkta med ribbor och förstyvningar. Milt stål är starkt, ekonomiskt och lätt att tillverka; den är avslutad med en-rik primer av zink och väderbeständig-täcklack för utomhusbruk. Rostfritt stål är specificerat för kustnära, kemiska eller hög-fuktiga miljöer där korrosionsbeständigheten uppväger kostnaden. Galvaniserat stål och aluminium visas i speciella lättviktsdesigner. Varje tank är hydrostatiskt eller pneumatiskt läckagetestad- efter svetsning och inredningen rengörs och torkas innan den aktiva delen monteras.

Kyla och tillbehör

Kylningen beror på tankens yta och dess radiatorer. Små enheter är naturligt kylda (ONAN); större enheter lägger till löstagbara radiatorer, fläktar (ONAF) eller oljepumpar (OFAF) för att höja den kontinuerliga klassificeringen. Typiska tillbehör monterade på eller bredvid tanken inkluderar:

Bussningar för hög- och låg-spänning

Oljekonservator med silika-gelventilator och olje-nivåmätare

Buchholz (gas) relä på konservatorröret

Övertrycksventil och oljeprovtagningsventil

Oljetermometer och lindningstemperaturindikator

Jordanslutningar på tanken och locket

Designöverväganden

Tanken måste tillåta oljan att expandera utan övertryck, så konservatorvolymen och andningskapaciteten beräknas från oljetemperaturområdet. Basramen måste vara tillräckligt styv för att lyfta hela transformatorn, och kåpan måste vara avtagbar för inspektion. Tankdimensioner måste också respektera transportgränser, eftersom en enhet som inte kan passera genom kundens grind eller containerdörr skapar undvikbara kostnader. Mekaniska och termiska standardkrav följer IEC 60076-1 och GB 1094, med olje- och tryckrelaterade tester som beskrivs i IEC 60076-1 och GB/T 6451.

Underhåll

Rutinmässiga kontroller inkluderar inspektering av torkmedlets färg, verifiering av oljenivån i konservatorn, rengöring av kylarfenor, kontroll av läckage vid svetsar och packningar och bekräftande av att tryckavlastningsanordningen är fri. Eventuella oljeläckor måste repareras omgående: en långsam läcka släpper in fukt och försämrar gradvis oljans dielektriska styrka.

FAQ

Varför är tanken fylld med olja istället för luft?

Olja ger både isolering och kylning. Dess dielektriska styrka är mycket högre än luft, och dess cirkulation leder värme från lindningarna till tankytan. Luft-fyllda torra-transformatorer används inomhus där brandsäkerhetsreglerna utesluter olja.

Vad är syftet med silikagelen i andningen?

Gelen absorberar fukt från luften som kommer in i konservatorn när oljan drar ihop sig vid kylning. Utan den skulle fuktig luft nå oljeytan och minska dess dielektriska styrka över tiden.

Kan en förseglad tank konverteras till en konservatordesign?

Ombyggnad är i allmänhet inte praktiskt eftersom tankstrukturen, locket och tillbehören skiljer sig åt. Det är mer ekonomiskt att välja rätt typ i specifikationsstadiet.

Varför använder stora transformatorer alltid konservatorer?

Stora enheter innehåller mycket mer olja, så termisk expansion är stor. En konservator håller huvudtanken helt olja-fylld, eliminerar gasutrymmet ovanför oljan och gör oljeprovtagning och påfyllning-rutinmässiga operationer säkra och enkla.

Vad är skillnaden mellan ONAN och ONAF kylning?

ONAN betyder naturlig oljecirkulation och naturlig luftkylning, enbart beroende på tanken och radiatorerna. ONAF lägger till fläktar som blåser luft över radiatorerna, vilket ökar kylkapaciteten och därmed den tillåtna kontinuerliga belastningen.