Масляный трансформатор: конструкция, принцип работы, типы и рекомендации
Трансформаторы являются наиболее важными компонентами в энергетических системах. Конструкция трансформаторов в энергосетях различается в зависимости от используемых охлаждающих и электрических изоляционных систем. Трансформаторы делятся на сухие и масляные. В настоящее время большинство используемых трансформаторов — это масляные. Масляные трансформаторы также называются трансформаторами с масляным охлаждением.
Масляные трансформаторы используют масло в качестве изоляционного и охлаждающего вещества, обладая такими характеристиками, как рациональная структура, отличные эксплуатационные характеристики, экономичность и низкий уровень шума. Они более подходят для городских и сельских сетей, а также для модернизации электрических сетей в промышленных предприятиях, комбинированных трансформаторов и предустановленных трансформаторов для подстанций. По сравнению с сухими трансформаторами использование жидкости для охлаждения позволяет обеспечивать лучшую теплопередачу, что приводит к более высоким номинальным мощностям и повышенной эффективности.
В данной статье рассматриваются конструкция, принцип работы, основные типы и рекомендации по эксплуатации масляных трансформаторов.
1. Что такое масляный трансформатор?
Масляный трансформатор — это распространенный тип электрического трансформатора, использующий изоляционное масло для охлаждения и изоляции внутренних компонентов трансформатора.
Масляный трансформатор состоит из двух или более катушек (первичной и вторичной обмотки) и сердечника. Основное тело трансформатора заключено в сваренный стальной бак, заполненный изоляционным маслом. Во время работы тепло, выделяющееся от катушек и сердечника, передается сначала в изоляционное масло, а затем через конвекцию передается на охлаждающее средство. Эти катушки и сердечник погружены в масло, чтобы поддерживать их охлаждение и изоляционные свойства.
2. Принцип работы масляного трансформатора
Принцип работы масляного трансформатора основан на электромагнитной индукции. Его ключевые компоненты включают сердечник, обмотки и переходники. Сердечник используется для прохождения магнитного потока, а обмотки представляют собой катушки проводников, намотанные на сердечник, которые создают магнитное поле. Обмотки изолированы с использованием картонных прокладок и экранов, и их толщина увеличивается с повышением напряжения. Переходники подключают обмотки трансформатора к подстанции.
Эти трансформаторы используются в распределительных и подстанционных системах, где сердечник и обмотки погружены в масло для охлаждения и изоляции. Масло циркулирует внутри компонентов сердечника и обмотки через конвекцию. Методы охлаждения различаются; трансформаторы с меньшей номинальной мощностью используют охлаждение снаружи, в то время как более мощные трансформаторы используют радиаторы для воздушного охлаждения.
Масляные трансформаторы требуют наличия изоляционного масла для работы. Масло выполняет две функции: оно охлаждает внутренние компоненты трансформатора, поддерживая их температуру в безопасных пределах, и обеспечивает электрическую изоляцию, предотвращая дугу и разряд.
3. Масляный трансформатор vs Сухой трансформатор
Масляные трансформаторы имеют катушки и сердечник, погруженные в специальное масло для трансформаторов. Преимущество этого заключается в том, что масло изолирует охлаждающие катушки от воздуха, предотвращая коррозию сердечника и помогает тушить электрические дуги. Поэтому ранние электрические трансформаторы и выключатели были погружены в масло.
Сухие трансформаторы фиксируют сердечник и обмотки в едином корпусе, который может быть открыт для воздействия воздуха или размещен внутри помещений. Эти трансформаторы требуют более строгих условий окружающей среды, таких как температура и влажность. Сухие трансформаторы могут работать без постоянного контроля, с регулярными проверками.
Сухие трансформаторы используют воздух в качестве охлаждающего средства, в то время как масляные трансформаторы используют масло, которое обеспечивает более эффективное охлаждение и большую стойкость к высоким напряжениям.
4. Преимущества масляных трансформаторов
Масляные трансформаторы дешевле, чем сухие. Трансформаторы с одинаковой мощностью обычно стоят в два раза дешевле сухих.
Эффективность охлаждения масляных трансформаторов часто выше, чем у сухих, поскольку масло является более эффективным охлаждающим средством. Масляные трансформаторы также имеют большую стойкость к напряжению. В то время как сухие трансформаторы могут выдерживать максимум 35 кВ, масляные трансформаторы не имеют таких ограничений. Кроме того, масляные трансформаторы имеют более широкий спектр применения.
Масляные трансформаторы более экологичны, так как их легче перерабатывать. Они более компактны и лучше подходят для эксплуатации в открытых условиях, предотвращая утечку масла и другие аварии.
5. Типы масляных трансформаторов
Масляные трансформаторы бывают различных типов, включая:
- Однофазные трансформаторы: используются в сельской местности и для небольших нагрузок.
- Трехфазные трансформаторы: состоят из обмоток, намотанных на сердечник, разделенный на три части. Используются в районах с большими нагрузками и могут подавать энергию на три цепи.
- Силовые трансформаторы: предназначены для работы с более высокими нагрузками. Они повышают или понижают напряжение и передают энергию с одного места на другое.
- Распределительные трансформаторы: подают низкое напряжение от сети к домам и предприятиям. Они значительно меньше по размеру, чем силовые трансформаторы.
- Трансформаторы на столбах: устанавливаются на опорах линии электропередачи.
- Трансформаторы на основе: устанавливаются на бетонные основания.
6. Изоляционное масло для масляных трансформаторов
Масляные трансформаторы используют специальное масло, называемое трансформаторным маслом или изоляционным маслом. Качество масла значительно влияет на срок службы и безопасность трансформатора.
Трансформаторное масло отличается от других масел несколькими характеристиками:
- Диэлектрическая прочность: трансформаторное масло имеет высокую диэлектрическую прочность, предотвращая утечку тока. Это критически важно, так как масляные трансформаторы должны выдерживать высокое напряжение.
- Качество: масло обладает химической устойчивостью и теплоустойчивостью, не разлагаясь со временем.
- Вязкость: вязкость масла строго контролируется, так как низкая вязкость может привести к плохому теплообмену, а высокая вязкость увеличивает потери мощности.
- Очистка: для предотвращения повреждений масляного трансформатора и поддержания изоляционных свойств масла, его необходимо тщательно очищать.
Когда масляный трансформатор требует пополнения масла, следует убедиться, что оно соответствует марке и характеристикам оригинального масла. Разные типы трансформаторного масла не следует смешивать.
7. Выбор масляного трансформатора
Масляные трансформаторы бывают разных типов и имеют широкий спектр применения. При выборе подходящего типа следует учитывать следующие факторы:
- Тип и мощность нагрузки: номинальная мощность трансформатора должна определяться типом и мощностью нагрузки.
- Входное и выходное напряжение: выбор соответствующей модели трансформатора в зависимости от требований к напряжению.
- Условия окружающей среды: трансформатор должен быть установлен в хорошо вентилируемом, сухом, без пыли и без коррозийных газов помещении.
- Срок службы и стоимость обслуживания: следует учитывать срок службы и стоимость обслуживания трансформатора.
- Безопасность: выбор трансформаторов с хорошими характеристиками безопасности, такими как защита от перегрузки и короткого замыкания.
- Цена: в зависимости от бюджета выбирайте подходящий продукт.
8. Обслуживание масляных трансформаторов и меры предосторожности
Здание, в котором установлен трансформатор, должно соответствовать требованиям противопожарной безопасности. В случае пожара необходимо принять меры для предотвращения утечек масла и распространения огня.
Для обеспечения нормальной работы трансформатора его необходимо регулярно проверять и обслуживать. Это включает в себя проверку на наличие утечек, очистку внутренних и внешних частей трансформатора, а также обеспечение безопасной эксплуатации. В противном случае могут возникнуть неисправности, представляющие собой серьезные риски.
Если происходит утечка масла, необходимо немедленно остановить работу трансформатора и устранить неисправность.
Профессиональный поставщик и производитель распределительных устройств
GONGSHUN Electrical Co., Ltd (electricgs.com) — наша компания была основана в конце 1990-х годов и специализируется на производстве герметичных распределительных шкафов, шкафов с элегазовой изоляцией (SF6), а также различных комплектных устройств низкого и высокого напряжения.
В состав компании входят несколько дочерних подразделений, включая филиалы по производству высоковольтных нагрузочных выключателей, вакуумных выключателей, предохранителей и подразделение по технологическим разработкам. Наши технические знания, обширный ассортимент продукции и многолетний опыт помогают множеству клиентов решать проблемы, связанные с электроснабжением.
Мы всегда рады помочь. Независимо от того, нужен ли вам совет по применению продукции или техническая поддержка, наша глобальная сервисная команда готова предоставить необходимую помощь. За более подробной технической информацией о заземляющем выключателе среднего напряжения обращайтесь по электронной почте:gongshun@electric-cn.com