中文简体V obrovské a složité síti elektrické sítě, od rostlin výroby energie po místní distribuční rozvodny, najdeme důsledně kritický kus vybavení: Olejový ponořený transformátor . Běžnou otázkou od těch, kteří jsou mimo pole elektrotechniky, je důvod, proč jsou tato základní zařízení plná tisíců litrů minerálního oleje. Odpověď spočívá v kombinaci základní fyziky a praktického inženýrství, které se zaměřují především na izolaci a chlazení.
Primární funkce: Elektrická izolace
Transformátor ve svém jádru obsahuje primární a sekundární vinutí stočené kolem laminovaného ocelového jádra. Při provozu tyto vinutí nesou elektřinu při extrémně vysokém napětí, někdy přesahující stovky tisíc voltů. Elektrický potenciál mezi těmito vinutími a uzemněnou nádrží transformátoru je obrovský.
Vzduch je špatný izolátor na těchto úrovních a vzdálenostech napětí. Aby se zabránilo katastrofickému elektrickému oblouku nebo zkratu mezi komponenty, je nutné vynikající izolační médium. Transformátorový olej, vysoce rafinovaný minerální olej, má vynikající dielektrickou sílu - výrazně vyšší než vzduch. Ponořením jádra a vinutí olej účinně zabraňuje elektrickému rozpadu a zajišťuje, že vnitřní komponenty jsou bezpečně izolovány od sebe navzájem a krytu transformátoru.
Kritická sekundární role: rozptyl tepla
Transformátory nejsou 100% efektivní. Energie se ztratí především jako teplo v důsledku odporových ztrát při vinutí (ztráty I2R) a magnetických ztrát v jádru (vířivé proudy a hystereze). Toto teplo musí být nepřetržitě rozptýleno, aby se zabránilo přehřátí, což může degradovat izolační papír obklopující vinutí a nakonec vést k selhání transformátoru.
Transformátory ponořených olejem využívají vysokou tepelnou kapacitu oleje a konvektivní vlastnosti pro chlazení. Jak se olej v kontaktu s jádrem a vinutí zahřívá, stává se méně hustým a stoupá. Chladič, hustší olej klesá, aby nahradil své místo. Tento přirozený konvekční cyklus přesune teplo na externí ploutve transformátoru, kde je rozptýlen do okolního vzduchu. Ve větších transformátorech je tomuto procesu často asistován čerpadly a ventilátory pro zvýšení oběhu a chladicí kapacity.
Další ochranné a diagnostické výhody
Olej slouží několika dalším důležitým funkcím:
Uchování jádra a vinutí: Olej vytváří prostředí, které chrání vnitřní izolaci na bázi celulózy před vlhkostí a kyslíkem, což může v průběhu času způsobit korozi a snižovat izolační vlastnosti.
Potlačení oblouku: V případě vnitřního elektrického oblouku pomáhá olej uhasit oblouk a zabránit jeho trvalému šíření, ačkoli taková událost obvykle generuje plyny, které naznačují vážnou chybu.
Monitorování stavu: Samotný olej působí jako diagnostická tekutina. Pravidelným vzorkováním a analýzou oleje mohou technici posoudit zdraví transformátoru. Mohou vyzkoušet:
Dielektrická síla: Pro potvrzení její izolační schopnosti zůstává vysoká.
Obsah vody: Jak vlhkost snižuje izolační vlastnosti.
Analýza rozpuštěného plynu (DGA): Přítomnost a koncentrace specifických plynů rozpuštěných v oleji (jako je vodík, metan a acetylen) jsou klíčovými ukazateli vývoje poruch, jako je přehřátí, částečný výtok nebo oblouk.
Úvahy a údržba
I když je vysoce efektivní, použití oleje zavádí specifické úvahy. Olej musí být udržován bez kontaminantů vlhkosti a částic, aby se udržely své izolační vlastnosti. Kromě toho musí být jako hořlavá látka zavedena opatření, aby obsahovala riziko oleje a řízení ohně, jako je instalace vysokých stěn, systémy potlačení požáru nebo použití méně nejasných syntetických esterů ve vysoce rizikových oblastech.
Pravidelná údržba, včetně testování oleje, filtrace a periodické inspekce, je proto povinná zajistit dlouhodobou spolehlivost a bezpečnost transformátoru ponořeného olejem.
Praxe ponoření transformátorů v oleji není historickým artefaktem, ale pokračujícím, dobře vybaveným řešením dvojčat izolace a tepelného řízení. Olejový ponořený transformátor zůstává základním kamenem moderní elektrické infrastruktury kvůli její prokázané spolehlivosti, účinnosti a cenné diagnostické údaje, které poskytuje olej, což zajišťuje stabilní a nepřetržitý přenos a distribuci elektrické energie. .
Tel:
E-mail:
Přidat:
