A transzformátor-konzervátorok alapvető alkotóelemek a olajba mártott teljesítménytranszformátorok, amelyek a termikus olajmennyiség szabályozásának és a légköri elszigetelésnek létfontosságú mechanizmusai. A szennyeződés, az oxidáció és a nedvesség bejutásának megakadályozásával a konzervátorok jelentősen meghosszabbítják a transzformátor élettartamát és megbízhatóságát. Ez az útmutató feltárja funkciójukat, szerkezetüket, különböző típusaikat, tömítési technikáikat, valamint a transzformátor hatékonyságának és üzembiztonságának fenntartásában betöltött szerepüket.
1. Mi az a transzformátor konzervátor?
A transzformátor konzervátor, más néven transzformátor olajkonzerváló tartály vagy tágulási tartály, a transzformátor főtartálya fölé szerelt segédkamra. Lehetővé teszi a szigetelőolaj a transzformátor belsejében, hogy a hőmérséklet-változások miatt táguljon és összehúzódjon anélkül, hogy a környezeti levegőnek kitenné, így fenntartva az olaj minőségét és dielektromos szilárdságát.
2. Miért kritikusak a konzervátorok a transzformátor teljesítménye szempontjából?
A konzerváló rendszer több kulcsfontosságú funkciót lát el:
Kezeli az olajmennyiség-változtatásokat a hőmérséklet-ingadozás miatt
Megakadályozza a külső levegővel való érintkezést, csökkenti a nedvesség felszívódását és az oxidációt
Fenntartja a nyomás egyensúlyát a transzformátor tartályán belül
Védi a szigetelőolaj minőségét, hosszú távú dielektromos teljesítmény biztosítása
Támogatja a felügyelet nélküli működést a modern villamosenergia-hálózatokban
Pontos olajszint-ellenőrzést tesz lehetővé és proaktív karbantartás
Ezáltal segít maximalizálni transzformátor élettartama és minimalizálja a szigetelés meghibásodásának kockázatát.
3. A transzformátor konzerváló rendszer fő összetevői
A szabványos konzerválószerelvény jellemzően a következőket tartalmazza:
Konzerváló tartály: Az olajtágulás/összehúzódás fő tározója
Rugalmas elválasztó (hólyag vagy membrán): Megakadályozza az olaj és a levegő érintkezését
Légtelenítő (szilikagéllel): Elnyeli a nedvességet a beáramló levegőből
Olajszintjelző: Ellenőrzi az olajszintet az üzembiztonság érdekében
Nyomáscsökkentő szelep vagy nyomáscsillapító: Kezeli a gyors hőingadozás miatti nyomásemelkedéseket
Buchholz váltó (opcionális): Érzékeli a gázfelhalmozódást hiba esetén
4. A transzformátor konzervátorok típusai
4.1 Hullámos típusú konzervátor (fém expander)
Ez a legfejlettebb és a modern zárt transzformátorokban széles körben alkalmazott típus.
Szerkezet és működés:
Felhasználások fém fújtató vagy hullámosított rozsdamentes acél csövek mint tágulási kamrák.
Teljesen lezárt a légkörrel szemben.
Kompenzálja az olaj mennyiségét mechanikus tágulás/összehúzódás a fém.
Altípusok:
Belső olaj hullámos konzervátor (függőlegesen): Nagyobb teljesítmény, de nagyobb térfogat.
Külső olaj hullámos konzervátor (vízszintes): Kompakt, jó hőelvezetés.
Előnyök:
Kiváló tömítettség; nincs nedvesség bejutása
Hosszú élettartam (>20,000 tágulási ciklus)
Pontos olajszintérzékelés hamis értékek nélkül
Beépített nyomáscsillapító növeli a biztonságot
Alacsonyabb karbantartási igény; ideális távoli vagy személyzet nélküli állomásokhoz
4.2 Kapszula típusú konzervátor
Egy régebbi kialakítás, amely egy olajálló gumi vagy nejlon hólyag (kapszula) a konzerváló tartály belsejében.
Művelet:
A kapszula az olajszint függvényében tágul/összehúzódik.
A levegő átáramlik egy légtelenítő a nyomásegyensúly fenntartása érdekében.
Kihívások:
A kapszula öregedése és repedése gyakori
Gyenge hosszú távú tömítési teljesítmény
A nedvesség és a levegő beszivárgása olaj lebomlása
Csökkenő használat a megbízhatósággal kapcsolatos aggályok miatt
4.3 Membrános konzervátor
Ez a kialakítás egy rugalmas membrán (gumi vagy szintetikus rétegek) a levegő és az olaj elválasztására.
Építés:
Többrétegű anyag (pl. nejlonszövet + neoprén + cianogén-butadién)
Gátat képez az olaj és a levegő között
Korlátozások:
Érzékeny a beépítés minőségére és az anyagkopásra
Az olajszivárgás vagy membránszakadás nagy valószínűsége
Csökkentett biztonság a hosszú távú műveletek során
Fokozatosan kivonják a forgalomból a hullámpapír-kialakítások javára.
4.4 Nyitott típusú konzervátor
A legrégebbi és legalapvetőbb kialakítás, amely az olajat közvetlenül a környezeti levegőnek teszi ki.
Főbb hátrányok:
Gyors olajoxidáció és nedvességfelvétel
A szigetelőolaj súlyos károsodása
A belső hibák és a transzformátor élettartamának rövidülése nagy kockázata
Mostanra elavult a közép/magasfeszültségű alkalmazásokhoz.
5. A transzformátor konzervátorok tömítési mechanizmusai
A megfelelő tömítés elengedhetetlen a transzformátorolaj légköri hatásoktól való védelméhez.
a. Nyitott konzervátor (lezáratlan)
Közvetlen érintkezés a levegővel
Az olaj gyorsan oxidálódik; gyakori a nedvesség behatolása.
Kizárólag kisfeszültségű vagy elavult transzformátorokban használatos.
b. Kapszula típus (részleges tömítés)
Levegő elválasztása hólyaggal
Hajlamos a hólyagfáradásra és repedezésre
Gyakori felügyeletet és karbantartást igényel
c. Membrános típus (javított tömítés)
Jobb tömítés, mint a kapszula, de az anyag öregedése továbbra is problémát jelent.
Érzékeny a telepítés és karbantartás minőségére
d. Hullámos típus (teljes tömítés)
Osztályon belüli legjobb tömítés
Nincs hamis olajszint
Nem érintkezik a levegővel; alacsony karbantartási igény
Megbízhatóan ellenáll a hőmérsékleti és nyomásciklusoknak
6. Hőmérsékletváltozások és térfogatkompenzáció
A szigetelőolaj melegítéskor kitágul, lehűléskor pedig összehúzódik. A restaurátornak:
Elnyeli az olajtágulást nyomáscsúcsok létrehozása nélkül
Vákuumkompenzáció biztosítása hűtés közben
Megakadályozza a levegő bejutását a főtartályba
Kerülje el az olaj túlfolyását vagy a vákuum okozta deformációt.
Hullámpapír típusok automatikusan reagálnak a hőingadozásra a fújtató hangerejének szabályozásával - így biztosítva valós idejű kompenzáció és a rendszer egyensúlyának fenntartása.
7. A konzervátor szerepe a transzformátorok megbízhatóságában
Egy jól megtervezett konzervátor a következőkkel növeli a transzformátor teljesítményét:
A fenntartása egyenletes olajminőség
A megelőzése elektromos meghibásodás nedvesség vagy gázbuborékok miatt
A minimalizálása olajoxidáció és savképződés
A mag és a tekercsek védelme az idő előtti öregedéstől
Az állásidő és a nem tervezett karbantartás csökkentése
A hosszú távú támogatás hálózati megbízhatóság és stabilitás
8. Monitoring és karbantartás
A rutinellenőrzés és a megelőző karbantartás elengedhetetlen az optimális teljesítményhez.
A feladatok a következők:
Az olajszint ellenőrzése ellenőrző ablakok vagy érzékelők segítségével
Szilikagél cseréje a légtelenítőkben
A hólyagok/ membránok ellenőrzése kopás vagy sérülés szempontjából
Az olajszint küszöbértékek riasztókapcsolóinak tesztelése
A csatlakozásokból vagy szelepekből történő olajszivárgás megakadályozása
A hullámosított, zárt kivitelek jellemzően a következőket igénylik a legkisebb beavatkozás, így ideálisak a modern közművek számára.
9. Alkalmazási megjegyzések: Megfontolások a terhelésen belüli csaptelepváltóval kapcsolatban
Kerülje a teljesen lezárt fém hullámlemez konzervátorok használatát a következőkön terheléses csapszegváltó (OLTC) tartályok, mivel a csapolási műveletek során keletkező gáz felhalmozódhat és károsíthatja a működést. Az OLTC konzervátorok szellőztetést és gázkiengedő mechanizmusokat igényelnek, amelyek nem alkalmasak a zárt fújtatós kialakításokra.
10. Következtetés: A megfelelő konzervátor kiválasztása
A megfelelő restaurátor kiválasztása a következőktől függ:
Transzformátor feszültség és kapacitás
Környezeti feltételek (páratartalom, hőmérsékleti tartomány)
Karbantartás hozzáférhetősége
Működési kritikusság
Várható élettartam és tulajdonlási költség
A legtöbb modern alkalmazáshoz, fém hullámos (zárt) konzervátorok az előnyben részesített megoldás - a megbízhatóság, a biztonság és a csökkentett karbantartás kombinációja.
