Transformatorbeschermers zijn essentiële onderdelen in olie-ingedompelde vermogenstransformatorenen fungeren als vitale mechanismen voor thermische volumeregeling van de olie en atmosferische isolatie. Door verontreiniging, oxidatie en binnendringend vocht te voorkomen, verlengen de conserveringsmiddelen de levensduur en betrouwbaarheid van de transformator aanzienlijk. Deze gids onderzoekt hun functie, structuur, verschillende types, afdichtingstechnieken en hun rol in het behoud van transformatorefficiëntie en bedrijfsveiligheid.
1. Wat is een transformatorconserveringsapparaat?
A transformator restauratorook bekend als een tank voor transformatorolie of expansievatis een hulpkamer die boven de hoofdtank van de transformator is gemonteerd. Hiermee kan de isolerende olie in de transformator uitzetten en krimpen als gevolg van temperatuurveranderingen zonder dat de olie wordt blootgesteld aan omgevingslucht, waardoor de oliekwaliteit en diëlektrische sterkte behouden blijven.
2. Waarom zijn conserveringsmiddelen cruciaal voor de prestaties van transformatoren?
Het conservatorsysteem voert verschillende belangrijke functies uit:
Beheert veranderingen in olievolume door temperatuurschommelingen
Voorkomt contact met buitenluchtVermindert vochtopname en oxidatie
Onderhoudt drukbalans in de transformatortank
Beschermt de kwaliteit van isolerende olievoor langdurige diëlektrische prestaties
Ondersteunt onbeheerde werking in moderne elektriciteitsnetten
Maakt nauwkeurige controle van het oliepeil mogelijk en proactief onderhoud
Door dit te doen, helpt het bij het maximaliseren van levensduur transformator en minimaliseert het risico op isolatiefouten.
3. Belangrijkste onderdelen van een transformatorconserveringssysteem
Een standaard restaurator bestaat meestal uit:
Conservator tank: Het belangrijkste reservoir voor olie-expansie/samenvoeging
Flexibele afscheider (blaas of membraan): Voorkomt contact tussen olie en lucht
Ontluchter (met silicagel): Absorbeert vocht uit binnenkomende lucht
Oliepeilindicator: Bewaakt het oliepeil voor operationele veiligheid
Ontlastklep of drukklep: Beheert drukpieken als gevolg van snelle thermische veranderingen
Buchholz estafette (optioneel): Detecteert gasophoping in storingsomstandigheden
4. Soorten transformatorbeveiligingen
4.1 Gegolfd type restaurator (metalen expander)
Dit is het meest geavanceerde en meest gebruikte type in moderne gesloten transformatoren.
Structuur en werking:
Gebruikt metalen balgen of gegolfde buizen van roestvrij staal als expansiekamers.
Volledig afgesloten van de atmosfeer.
Compenseert olievolume door mechanische uitzetting/krimp van het metaal.
Subtypes:
Interne olie golfconservering (verticaal): Hogere prestaties maar groter volume.
Externe olie golfconservering (horizontaal): Compact, goede warmteafvoer.
Voordelen:
Uitstekende afdichting; geen binnendringend vocht
Lange levensduur (>20.000 expansiecycli)
Nauwkeurige oliepeildetectie zonder foutieve metingen
Ingebouwd drukdemper verhoogt de veiligheid
Minder onderhoud; ideaal voor afgelegen of onbemande stations
4.2 Capsule-type restaurator
Een ouder ontwerp met een oliebestendige rubber of nylon blaas (capsule) in de conserveringstank.
Operatie:
De capsule zet uit/krimpt naargelang het oliepeil.
Lucht stroomt door een ontluchter om de druk in evenwicht te houden.
Uitdagingen:
Veroudering van de capsule en barsten komen vaak voor
Slechte afdichtingsprestaties op lange termijn
Infiltratie van vocht en lucht leidt tot olieafbraak
Afnemend gebruik vanwege bezorgdheid over betrouwbaarheid
4.3 Membraantype restaurator
Dit ontwerp maakt gebruik van een flexibel membraan (rubber of synthetische lagen) om lucht van olie te scheiden.
Bouw:
Meerlagig materiaal (bijv. nylonweefsel + neopreen + cyaanbutadieen)
Vormt een barrière tussen olie en lucht
Beperkingen:
Gevoelig voor installatiekwaliteit en materiaalslijtage
Grote kans op olielekkage of membraanbreuk
Afgenomen veiligheid bij langdurige activiteiten
Geleidelijk aan uitgefaseerd ten gunste van golfkartonnen ontwerpen
4.4 Open-type restaurator
Het oudste en meest eenvoudige ontwerp, waarbij olie direct wordt blootgesteld aan omgevingslucht.
Grote nadelen:
Snelle olie-oxidatie en vochtopname
Ernstige degradatie van isolatieolie
Hoog risico op interne fouten en verkorte levensduur van de transformator
Nu verouderd voor midden-/hoogspanningstoepassingen
5. Afdichtingsmechanismen van transformatorbeschermers
Een goede afdichting is essentieel om transformatorolie te beschermen tegen blootstelling aan de atmosfeer.
a. Open Conservator (niet verzegeld)
Direct contact met lucht
Olie oxideert snel; binnendringen van vocht komt vaak voor
Alleen gebruikt in laagspannings- of verouderde transformatoren
b. Type capsule (gedeeltelijke afdichting)
Lucht afgescheiden via blaas
Gevoelig voor blaasvermoeidheid en barsten
Vereist regelmatige controle en onderhoud
c. Membraantype (verbeterde afdichting)
Betere afdichting dan capsule, maar materiaalveroudering blijft een probleem
Gevoelig voor installatie- en onderhoudskwaliteit
d. Gegolfd type (volledige afdichting)
Beste afdichting in zijn klasse
Geen verkeerde oliepeilen
Geen luchtcontact; weinig onderhoud
Betrouwbaar bestand tegen temperatuur- en drukcycli
6. Temperatuurveranderingen en volumecompensatie
Isolerende olie zet uit bij verwarming en krimpt bij afkoeling. Een restaurator moet:
Absorbeert olie-expansie zonder drukpieken te creëren
Zorg voor vacuümcompensatie tijdens het koelen
Voorkomt dat er lucht in de hoofdtank komt
Voorkom olie-overloop of door vacuüm veroorzaakte vervorming
Typen golfkarton reageren automatisch op thermische veranderingen door het volume van de balg aan te passen, waardoor real-time compensatie en het handhaven van het systeemevenwicht.
7. De rol van de beheerder in de betrouwbaarheid van transformatoren
Een goed ontworpen conservator verbetert de prestaties van transformatoren door:
onderhouden constante oliekwaliteit
voorkomen elektrische storing door vocht of gasbellen
Minimaliseren olie-oxidatie en zuurvorming
De kern en wikkelingen beschermen tegen vroegtijdige veroudering
Minder stilstand en ongepland onderhoud
Ondersteuning op lange termijn betrouwbaarheid en stabiliteit van het netwerk
8. Controle en onderhoud
Routine-inspectie en voorspellend onderhoud zijn essentieel voor optimale prestaties.
De taken omvatten:
Oliepeilen controleren via indicatievensters of sensoren
Silicagel vervangen in ademautomaten
Blazen/diafragma's inspecteren op slijtage of schade
Alarmschakelaars testen op drempels voor oliepeil
Ervoor zorgen dat er geen olie lekt uit aansluitingen of kleppen
Gegolfde verzegelde ontwerpen vereisen meestal de minste interventiewaardoor ze ideaal zijn voor moderne nutsvoorzieningen.
9. Toepassingsadviezen: Overweging voor tapwisselaar bij belasting
Vermijd het gebruik van volledig afgesloten metalen golfbeschermers op OLTC-tanks (on-load tap changer)omdat gas dat vrijkomt tijdens het aftappen zich kan ophopen en de werking kan belemmeren. OLTC-conservatoren vereisen ventilatie en gasafvoermechanismen die niet geschikt zijn voor verzegelde balgontwerpen.
10. Conclusie: De juiste restaurator kiezen
Het kiezen van de juiste restaurator hangt af van:
Transformatorspanning en -capaciteit
Omgevingsomstandigheden (vochtigheid, temperatuurbereik)
Toegankelijkheid onderhoud
Operationele kriticiteit
Verwachte levensduur en eigendomskosten
Voor de meeste moderne toepassingen, metalen gegolfde (gesealde) restauratoren zijn de voorkeursoplossing - een combinatie van betrouwbaarheid, veiligheid en minder onderhoud.
