Muuntajakonservaattorit ovat olennainen osa öljyyn upotetut tehomuuntajat, jotka toimivat elintärkeinä mekanismeina lämpööljyn tilavuuden säätelyssä ja ilmakehän eristämisessä. Estämällä saastumista, hapettumista ja kosteuden pääsyä konservaattorit pidentävät merkittävästi muuntajan käyttöikää ja luotettavuutta. Tässä oppaassa tarkastellaan niiden toimintaa, rakennetta, eri tyyppejä, tiivistystekniikoita ja niiden merkitystä muuntajan tehokkuuden ja käyttöturvallisuuden ylläpitämisessä.
1. Mikä on muuntajakonservaattori?
A muuntajakonservaattori, joka tunnetaan myös nimellä muuntajaöljyn säilytyssäiliö tai paisuntasäiliöon muuntajan pääsäiliön yläpuolelle asennettu lisäkammio. Se mahdollistaa eristysöljy muuntajan sisällä laajenee ja supistuu lämpötilan muutosten vuoksi ilman, että se altistuu ympäröivälle ilmalle, jolloin öljyn laatu ja dielektrinen lujuus säilyvät.
2. Miksi konservaattorit ovat kriittisiä muuntajan suorituskyvyn kannalta?
Konservointijärjestelmällä on useita keskeisiä tehtäviä:
Hallitsee öljymäärän muutoksia lämpötilan vaihteluista johtuen
Estää kosketuksen ulkoilmaanvähentää kosteuden imeytymistä ja hapettumista
Ylläpitää painetasapainoa muuntajasäiliön sisällä
Suojaa eristysöljyn laatua, joka takaa pitkäaikaisen dielektrisen suorituskyvyn
Tukee valvomatonta toimintaa nykyaikaisissa sähköverkoissa
Mahdollistaa tarkan öljytason seurannan ja ennakoiva huolto
Näin se auttaa maksimoimaan muuntajan käyttöikä ja minimoi eristysvian riskin.
3. Muuntajakonservointijärjestelmän tärkeimmät komponentit
Vakiokonservaattorikokoonpanoon kuuluu yleensä:
Konservaattorin säiliö: Öljyn paisumisen/tiivistymisen pääsäiliö.
Joustava erotin (rakko tai kalvo): Estää öljyn ja ilman kosketuksen
Hengitysputki (silikageelillä): Imee kosteutta tuloilmasta
Öljytason ilmaisin: Valvoo öljytasoja käyttöturvallisuuden varmistamiseksi
Varoventtiili tai paineenalennusventtiili: Hallitsee nopeista lämpövaihteluista johtuvat paineiskut.
Buchholz rele (valinnainen): Havaitsee kaasun kertymisen vikatilanteissa
4. Muuntajien konservaattorityypit
4.1 Aaltopahvityyppinen konservointilaite (metallilaajennin)
Tämä on edistynein ja laajimmin käytetty tyyppi nykyaikaisissa suljetuissa muuntajissa.
Rakenne ja toiminta:
Käyttää metallipalkeet tai aaltoputket ruostumatonta terästä paisuntakammioina.
Täysin suljettu ilmakehältä.
Kompensoi öljyn tilavuuden mekaaninen laajeneminen/supistuminen metallia.
Alatyypit:
Sisäinen öljy aallotettu konservaattori (pystysuora): Suurempi suorituskyky mutta suurempi tilavuus.
Ulkoinen öljyinen aaltopahvi Conservator (vaakasuora): Kompakti, hyvä lämmönsiirto.
Edut:
Erinomainen tiivistys; ei kosteuden sisäänpääsyä
Pitkä käyttöikä (>20 000 paisuntasykliä)
Tarkka öljytason tunnistus ilman vääriä lukemia
Sisäänrakennettu painevaimennin parantaa turvallisuutta
Vähemmän huoltoa; ihanteellinen syrjäisille tai miehittämättömille asemille.
4.2 Kapselityyppinen konservointilaite
Vanhempi malli, jossa käytetään öljynkestävä kumi- tai nailonrakko (kapseli) konservointisäiliön sisällä.
Operaatio:
Kapseli laajenee/supistuu öljytason mukaan.
Ilma virtaa Hengitysputki paineen tasapainon ylläpitämiseksi.
Haasteet:
Kapselin vanheneminen ja halkeilu ovat yleisiä
Huono pitkän aikavälin tiivistysominaisuus
Kosteuden ja ilman tunkeutuminen johtaa öljyn hajoaminen
Käyttö vähenee luotettavuusongelmien vuoksi
4.3 Kalvotyyppinen konservointilaite
Tässä mallissa käytetään joustava kalvo (kumi- tai synteettiset kerrokset) erottamaan ilma öljystä.
Rakentaminen:
Monikerroksinen materiaali (esim. nylonkangas + neopreeni + syanobutadieeni).
Tarjoaa esteen öljyn ja ilman välille
Rajoitukset:
Herkkä asennuksen laadulle ja materiaalin kulumiselle
Öljyvuodon tai kalvon repeämisen suuri todennäköisyys.
Turvallisuuden heikkeneminen pitkäaikaisessa toiminnassa
Poistetaan vähitellen käytöstä aaltopahvisten mallien hyväksi.
4.4 Avoin konservointilaite
Vanhin ja perustavanlaatuisin rakenne, jossa öljy altistetaan suoraan ulkoilmalle.
Suurimmat haitat:
Nopea öljyn hapettuminen ja kosteuden imeytyminen
Eristysöljyn vakava hajoaminen
Suuri sisäisten vikojen ja muuntajan lyhentyneen käyttöiän riski.
Nyt vanhentunut keski-/korkeajännitesovelluksissa.
5. Muuntajakonservaattoreiden tiivistysmekanismit
Asianmukainen tiivistys on olennaisen tärkeää muuntajaöljyn suojaamiseksi ilmakehän vaikutuksilta.
a. Avoin konservaattori (sinetöimätön)
Suora kosketus ilman kanssa
Öljy hapettuu nopeasti; kosteuden tunkeutuminen on yleistä.
Käytetään vain pienjännitemuuntajissa tai vanhentuneissa muuntajissa.
b. Kapselityyppi (osittainen tiiviste)
Ilman erottaminen rakon kautta
Altis rakon väsymiselle ja halkeilulle.
Vaatii tiheää seurantaa ja ylläpitoa
c. Kalvotyyppi (parannettu tiiviste)
Parempi tiivistys kuin kapselissa, mutta materiaalin vanheneminen on edelleen ongelma.
Herkkä asennuksen ja huollon laadulle
d. Aallotettu tyyppi (täysi tiiviste)
Luokkansa paras tiivistys
Ei vääriä öljytasoja
Ei ilmakosketusta; vähän huoltoa
Kestää luotettavasti lämpötila- ja painevaihtelut
6. Lämpötilan muutokset ja tilavuuden kompensointi
Eristysöljy laajenee lämmetessään ja supistuu jäähtyessään. Konservaattorin on:
Vaimentaa öljyn laajenemista aiheuttamatta painepiikkejä.
Tarjoaa tyhjiökompensaation jäähdytyksen aikana
Estää ilman pääsyn pääsäiliöön
Vältä öljyn ylivuoto tai tyhjiön aiheuttama muodonmuutos.
Aaltopahvityypit reagoivat automaattisesti lämpömuutoksiin säätämällä palkeiden äänenvoimakkuutta - mikä tarjoaa reaaliaikainen korvaus ja ylläpitää järjestelmän tasapainoa.
7. Säilyttäjän rooli muuntajien luotettavuudessa
Hyvin suunniteltu konservaattori parantaa muuntajan suorituskykyä seuraavasti:
ylläpito tasainen öljyn laatu
Ehkäiseminen sähkökatkos kosteuden tai kaasukuplien vuoksi
Minimointi öljyn hapettuminen ja hapon muodostuminen
Suojaa ydintä ja käämejä ennenaikaiselta vanhenemiselta.
Vähentää seisokkiaikoja ja suunnittelemattomia huoltotöitä
Pitkän aikavälin tukeminen verkon luotettavuus ja vakaus
8. Seuranta ja ylläpito
Rutiinitarkastus ja ennakoiva huolto ovat olennaisen tärkeitä optimaalisen suorituskyvyn kannalta.
Tehtäviin kuuluvat:
Öljytasojen tarkistaminen ilmaisinikkunoiden tai antureiden avulla
Silikageelin korvaaminen hengittimissä
Rakkojen/kalvojen tarkastaminen kulumisen tai vaurioitumisen varalta.
Öljytason kynnysarvojen hälytyskytkimien testaus
Varmistetaan, ettei liitännöistä tai venttiileistä vuoda öljyä.
Aaltopahvilla varustetut suljetut mallit vaativat yleensä vähiten interventiota, joten ne sopivat erinomaisesti nykyaikaisiin yleishyödyllisiin laitoksiin.
9. Sovelluksen huomautukset: Hapenvaihtimen huomioon ottaminen kuormituksessa
Vältä täysin suljettujen metallia aaltopahvista valmistettujen konservointilaitteiden käyttöä seuraavissa kohteissa. OLTC-säiliöt (on-load tap changer), koska hanan valmistuksen aikana syntyvä kaasu voi kerääntyä ja haitata toimintaa. OLTC-konservaattorit edellyttävät ilmanvaihtoa ja kaasunpoistomekanismeja, jotka eivät sovellu suljettuihin palkeisiin.
10. Päätelmät: Oikean konservaattorin valitseminen
Sopivan konservaattorin valinta riippuu seuraavista seikoista:
Muuntajan jännite ja kapasiteetti
Ympäristöolosuhteet (kosteus, lämpötila-alue)
Huollon saavutettavuus
Toiminnan kriittisyys
Odotettu käyttöikä ja omistuskustannukset
Useimmissa nykyaikaisissa sovelluksissa, aaltopahviset (suljetut) metallikonservaattorit ovat suositeltavin ratkaisu, jossa yhdistyvät luotettavuus, turvallisuus ja vähäinen huolto.
