Transformatorenkonservatoren sind wesentliche Bestandteile der ölgefüllte LeistungstransformatorenSie fungieren als wichtige Mechanismen zur Regulierung des Thermoölvolumens und zur atmosphärischen Isolierung. Indem sie Verunreinigungen, Oxidation und das Eindringen von Feuchtigkeit verhindern, verlängern sie die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Transformators erheblich. Dieser Leitfaden befasst sich mit ihrer Funktion, ihrem Aufbau, den verschiedenen Typen, Abdichtungstechniken und ihrer Rolle bei der Aufrechterhaltung der Effizienz und Betriebssicherheit von Transformatoren.
1. Was ist ein Transformator-Konservator?
A Transformator-Konservator, auch bekannt als Transformatoröl-Konservierungstank oder Ausdehnungsgefäßist eine Hilfskammer, die über dem Haupttank des Transformators angebracht ist. Sie ermöglicht die Isolieröl Im Transformator kann sich das Öl aufgrund von Temperaturschwankungen ausdehnen und zusammenziehen, ohne dass es der Umgebungsluft ausgesetzt ist, wodurch die Ölqualität und die Durchschlagsfestigkeit erhalten bleiben.
2. Warum sind Konservatoren für die Leistung von Transformatoren so wichtig?
Das Konservatorensystem erfüllt mehrere wichtige Funktionen:
Verwaltet den Wechsel der Ölmenge aufgrund von Temperaturschwankungen
Verhindert den Kontakt mit der AußenluftVerringerung der Feuchtigkeitsaufnahme und Oxidation
Hält das Druckgleichgewicht aufrecht im Inneren des Transformatortanks
Schützt die Qualität des Isolierölszur Gewährleistung einer langfristigen dielektrischen Leistung
Unterstützt den unbeaufsichtigten Betrieb in modernen Stromnetzen
Ermöglicht genaue Ölstandsüberwachung und proaktive Wartung
Auf diese Weise trägt sie zur Maximierung der Lebensdauer des Transformators und minimiert das Risiko eines Versagens der Isolierung.
3. Schlüsselkomponenten eines Transformator-Konservatorsystems
Eine Standard-Konservator-Baugruppe umfasst in der Regel Folgendes:
Konservierungsbehälter: Das Hauptreservoir für die Ölausdehnung/-förderung
Flexibler Separator (Blase oder Membrane): Verhindert den Kontakt zwischen Öl und Luft
Entlüfter (mit Silikagel): Absorption von Feuchtigkeit aus der einströmenden Luft
Ölstandsanzeige: Überwacht den Ölstand für die Betriebssicherheit
Überdruckventil oder Druckdämpfer: Bewältigung von Druckstößen aufgrund von schnellen thermischen Veränderungen
Buchholz-Relais (fakultativ): Erkennt Gasansammlungen unter Fehlerbedingungen
4. Arten von Transformatorenkonservatoren
4.1 Wellpapp-Konservator (Metallexpander)
Dies ist der fortschrittlichste und am weitesten verbreitete Typ in modernen versiegelten Transformatoren.
Struktur und Betrieb:
Verwendet Metallbälge oder gewellte Rohre aus Edelstahl als Expansionskammern.
Vollständig gegen die Atmosphäre abgedichtet.
Kompensiert die Ölmenge durch mechanische Ausdehnung/Kontraktion des Metalls.
Untertypen:
Interner Öl-Wellpappen-Konservator (vertikal): Höhere Leistung, aber größeres Volumen.
Externer Öl-Wellpappen-Konservator (horizontal): Kompakt, gute Wärmeableitung.
Vorteile:
Hervorragende Abdichtung; kein Eindringen von Feuchtigkeit
Lange Lebensdauer (>20.000 Expansionszyklen)
Präzise Ölstandserfassung ohne Fehlanzeigen
Eingebaut Druckdämpfer erhöht die Sicherheit
Geringerer Wartungsaufwand; ideal für abgelegene oder unbemannte Stationen
4.2 Konservierungsmittel in Kapselform
Eine ältere Konstruktion mit einer ölbeständige Gummi- oder Nylonblase (Kapsel) im Inneren des Konservierungsbehälters.
Operation:
Die Kapsel dehnt sich mit dem Ölstand aus bzw. zieht sich zusammen.
Die Luft strömt durch eine Entlüftung zur Aufrechterhaltung des Druckgleichgewichts.
Herausforderungen:
Kapselalterung und Rissbildung sind üblich
Schlechte Langzeitversiegelungsleistung
Das Eindringen von Feuchtigkeit und Luft führt zu Ölabbau
Rückläufige Nutzung aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit
4.3 Membrankonservator
Dieser Entwurf verwendet eine flexible Membran (Gummi- oder Kunststoffschichten), um Luft und Öl zu trennen.
Bauwesen:
Mehrschichtiges Material (z. B. Nylontuch + Neopren + Cyanogenbutadien)
Bietet eine Barriere zwischen Öl und Luft
Beschränkungen:
Empfindlich gegenüber Installationsqualität und Materialverschleiß
Hohe Wahrscheinlichkeit eines Ölaustritts oder Membranbruchs
Geringere Sicherheit im Langzeitbetrieb
Allmähliche Abschaffung zugunsten von Wellpappendesigns
4.4 Offenes Konservierungsgerät
Die älteste und einfachste Ausführung, bei der das Öl direkt der Umgebungsluft ausgesetzt wird.
Wesentliche Beeinträchtigungen:
Schnelle Öloxidation und Feuchtigkeitsaufnahme
Starke Verschlechterung des Isolieröls
Hohes Risiko von internen Fehlern und verkürzter Lebensdauer des Transformators
Für Mittel-/Hochspannungsanwendungen jetzt überflüssig
5. Dichtungsmechanismen von Transformatorenkonservatoren
Um Transformatorenöl vor Witterungseinflüssen zu schützen, ist eine ordnungsgemäße Abdichtung unerlässlich.
a. Offener Konservator (unversiegelt)
Direkter Kontakt mit der Luft
Öl oxidiert schnell; das Eindringen von Feuchtigkeit ist üblich
Nur in Niederspannungs- oder veralteten Transformatoren verwendet
b. Kapseltyp (Teilversiegelung)
Luftabscheidung über Blase
Anfällig für Blasenmüdigkeit und Rissbildung
Erfordert häufige Überwachung und Wartung
c. Membrantyp (verbesserte Dichtung)
Bessere Abdichtung als Kapsel, aber Materialalterung bleibt ein Problem
Sensibel für die Qualität von Installation und Wartung
d. Gewellter Typ (Vollversiegelung)
Erstklassige Abdichtung
Keine falschen Ölstände
Kein Luftkontakt; geringer Wartungsaufwand
Hält Temperatur- und Druckzyklen zuverlässig stand
6. Temperaturänderungen und Volumenkompensation
Isolieröl dehnt sich bei Erwärmung aus und zieht sich bei Abkühlung zusammen. Ein Restaurator muss:
Absorbieren die Ölausdehnung ohne Druckspitzen zu erzeugen
Vakuumausgleich während der Kühlung
Verhindert das Eindringen von Luft in den Haupttank
Vermeiden Sie ein Überlaufen des Öls oder eine durch das Vakuum verursachte Verformung
Gewellte Typen reagieren automatisch auf thermische Veränderungen, indem sie das Volumen des Balgs anpassen. Echtzeit-Entschädigung und die Aufrechterhaltung des Systemgleichgewichts.
7. Die Rolle des Konservators bei der Zuverlässigkeit von Transformatoren
Ein gut durchdachter Konservator verbessert die Leistung eines Transformators durch:
Pflege von gleichbleibende Ölqualität
Vorbeugung elektrischer Ausfall aufgrund von Feuchtigkeit oder Gasblasen
Minimierung Öloxidation und Säurebildung
Schutz des Kerns und der Wicklungen vor vorzeitiger Alterung
Reduzierung von Ausfallzeiten und ungeplanter Wartung
Unterstützung der langfristigen Netzzuverlässigkeit und -stabilität
8. Überwachung und Wartung
Routinemäßige Inspektionen und vorausschauende Wartung sind für eine optimale Leistung unerlässlich.
Zu den Aufgaben gehören:
Kontrolle des Ölstands über Sichtfenster oder Sensoren
Ersetzen von Silikagel in Belüftungsgeräten
Inspektion von Blasen/Membranen auf Verschleiß oder Beschädigung
Prüfung von Alarmschaltern für Ölstandsschwellen
Sicherstellen, dass kein Öl aus Anschlüssen oder Ventilen austritt
Gewellte versiegelte Konstruktionen erfordern in der Regel der geringste EingriffDadurch sind sie ideal für moderne Versorgungsunternehmen.
9. Anwendungshinweise: Berücksichtigung von Stufenschaltern unter Last
Vermeiden Sie die Verwendung vollständig versiegelter Wellpapp-Konservatoren aus Metall auf Tanks für Laststufenschalter (OLTC)da sich das beim Zapfvorgang entstehende Gas ansammeln und den Betrieb beeinträchtigen kann. OLTC-Konservatoren erfordern Belüftungs- und Gasablassmechanismen, die für abgedichtete Faltenbalgkonstruktionen nicht geeignet sind.
10. Schlussfolgerung: Die Wahl des richtigen Konservators
Die Wahl des geeigneten Konservators hängt von folgenden Faktoren ab:
Spannung und Leistung des Transformators
Umweltbedingungen (Luftfeuchtigkeit, Temperaturbereich)
Zugänglichkeit zur Wartung
Operative Kritikalität
Erwartete Nutzungsdauer und Betriebskosten
Für die meisten modernen Anwendungen, gewellte (versiegelte) Metallkonservatoren sind die bevorzugte Lösung - sie vereinen Zuverlässigkeit, Sicherheit und geringen Wartungsaufwand.
