Was ist ein Transformatorpanzer? Typen, Materialien und Design

Was ist ein Transformatorpanzer?

Ein Transformatorkessel ist das geschweißte Stahlgehäuse, das den Kern-und die-Wicklungsbaugruppe eines in Öl getauchten Transformators-aufnimmt und das Isolieröl enthält. Es erfüllt drei Aufgaben: Es unterstützt und schützt das Aktivteil, es enthält das Öl, das für die elektrische Isolierung und Wärmeübertragung sorgt, und es bildet die mechanische Schnittstelle für Durchführungen, Kühler, das Ausdehnungsgefäß und Schutzvorrichtungen. Der Tank muss stark genug sein, um dem durch die Ölausdehnung entstehenden Innendruck standzuhalten, und gut genug abgedichtet sein, um Feuchtigkeit und Sauerstoff vom Öl fernzuhalten.

Funktionen des Tanks

Isolationsunterstützung: Das Öl im Tank isoliert die Wicklungen von der Tankwand und der Erde

Wärmeableitung: Öl transportiert Wärme von den Wicklungen zur Tankwand und zu den Kühlern, wo sie an die Luft abgegeben wird

Schutz: Das versiegelte Gehäuse hält Feuchtigkeit, Staub, Nagetiere und korrosive Atmosphären fern

Strukturelle Basis: Der Tank trägt das Gewicht des Aktivteils und aller Zubehörteile und überträgt es auf das Fundament

Haupttanktypen

Versiegelter (konventioneller) Tank

Ein versiegelter Tank ist eine vollständig geschlossene Schweißkonstruktion ohne Ölausdehnungsgefäß. Ein Gaspolster oder eine elastische Membran absorbiert die durch Temperaturschwankungen verursachte Ölvolumenänderung, sodass das Öl nie mit der Außenluft in Kontakt kommt. Diese Tanks sind einfach, kompakt und werden häufig in Verteiltransformatoren und kleineren Leistungstransformatoren verwendet. Bei einigen Konstruktionen wird dort, wo eine Druckentlastung erforderlich ist, eine Silikagel-Entlüftung eingebaut, die Feuchtigkeit aus der eintretenden Luft filtert.

Konservatortank

Ein Ausdehnungsgefäß ist ein kleiner Ölbehälter, der über dem Haupttank montiert und durch ein Rohr verbunden ist. Wenn sich das Öl erwärmt und ausdehnt, fließt der Überschuss nach oben in das Ausdehnungsgefäß; Beim Abkühlen fließt das Öl zurück. Der Haupttank bleibt daher jederzeit vollständig mit Öl gefüllt, und die Öloberfläche im Ausdehnungsgefäß wird durch eine Silikagel-Entlüftung geschützt, die der während der Kontraktion angesaugten Luft Feuchtigkeit entzieht. Dieses Design ist Standard für Mittel- und Großleistungstransformatoren, da es den Haupttank frei von Gasraum hält und die Ölalterung verlangsamt.

Materialien und Herstellung

Die meisten Tanks bestehen aus Weichstahlblech, sind geformt, geschweißt und mit Rippen und Versteifungen verstärkt. Weichstahl ist stabil, wirtschaftlich und einfach zu verarbeiten; Für den Einsatz im Freien ist es mit einer zink{1}reichen Grundierung und einem wetter-beständigen Deckanstrich versehen. Edelstahl ist für Küstenumgebungen, chemische Umgebungen oder Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit geeignet, in denen die Korrosionsbeständigkeit die Kosten überwiegt. In besonderen Leichtbauausführungen treten verzinkter Stahl und Aluminium auf. Jeder Tank wird nach dem Schweißen einer hydrostatischen oder pneumatischen Dichtheitsprüfung unterzogen und der Innenraum wird vor dem Zusammenbau des aktiven Teils gereinigt und getrocknet.

Kühlung und Zubehör

Die Kühlung hängt von der Oberfläche des Tanks und seiner Kühler ab. Kleine Einheiten werden natürlich gekühlt (ONAN); Größere Einheiten verfügen über abnehmbare Kühler, Lüfter (ONAF) oder Ölpumpen (OFAF), um die Dauerleistung zu erhöhen. Zu den typischen Zubehörteilen, die am oder neben dem Tank montiert werden, gehören:

Hoch-Spannungs- und Nieder-Spannungsdurchführungen

Ölausdehnungsgefäß mit Silikagel-Entlüftung und Ölstandsanzeige

Buchholz (Gas)-Relais am Ausdehnungsgefäßrohr

Überdruckventil und Ölprobenahmeventil

Ölthermometer und Wicklungstemperaturanzeige

Erdungsklemmen am Tank und Deckel

Designüberlegungen

Der Tank muss eine Expansion des Öls ohne Überdruck ermöglichen, daher werden das Volumen des Ausdehnungsgefäßes und die Entlüftungskapazität aus dem Öltemperaturbereich berechnet. Der Grundrahmen muss stabil genug sein, um den gesamten Transformator anzuheben, und die Abdeckung muss zur Inspektion abnehmbar sein. Bei den Tankabmessungen müssen auch die Transportgrenzen eingehalten werden, da eine Einheit, die das Tor oder die Containertür des Kunden nicht passieren kann, vermeidbare Kosten verursacht. Die standardmäßigen mechanischen und thermischen Anforderungen folgen IEC 60076-1 und GB 1094, wobei öl- und druckbezogene Tests in IEC 60076-1 und GB/T 6451 beschrieben werden.

Wartung

Zu den Routineprüfungen gehören die Überprüfung der Farbe des Entlüftungs-Trockenmittels, die Überprüfung des Ölstands im Ausdehnungsgefäß, die Reinigung der Kühlerlamellen, die Prüfung auf Leckagen an Schweißnähten und Dichtungen sowie die Überprüfung, ob die Druckentlastungsvorrichtung frei ist. Jedes Ölleck muss umgehend repariert werden: Ein langsames Leck lässt Feuchtigkeit eindringen und verschlechtert allmählich die Durchschlagsfestigkeit des Öls.

FAQ

Warum ist der Tank mit Öl statt mit Luft gefüllt?

Öl sorgt sowohl für Isolierung als auch für Kühlung. Seine Spannungsfestigkeit ist weitaus höher als die von Luft und seine Zirkulation transportiert Wärme von den Wicklungen zur Tankoberfläche. Luft-gefüllte Trockentransformatoren-werden in Innenräumen verwendet, in denen Öl aufgrund der Brandschutzvorschriften ausgeschlossen ist.

Welchen Zweck hat das Kieselgel im Entlüfter?

Das Gel absorbiert Feuchtigkeit aus der Luft, die in das Ausdehnungsgefäß gelangt, wenn sich das Öl beim Abkühlen zusammenzieht. Ohne sie würde feuchte Luft an die Öloberfläche gelangen und mit der Zeit ihre Spannungsfestigkeit verringern.

Kann ein versiegelter Tank in eine Konservatorenkonstruktion umgewandelt werden?

Ein Umbau ist in der Regel nicht praktikabel, da Tankaufbau, Deckel und Zubehör unterschiedlich sind. Es ist wirtschaftlicher, den richtigen Typ bereits in der Spezifikationsphase auszuwählen.

Warum verwenden große Transformatoren immer Ausdehnungsgefäße?

Große Einheiten enthalten viel mehr Öl, daher ist die Wärmeausdehnung groß. Ein Ausdehnungsgefäß sorgt dafür, dass der Haupttank vollständig mit Öl-gefüllt ist, eliminiert den Gasraum über dem Öl und macht die Ölentnahme und das Nachfüllen von Routinevorgängen sicher und einfach.

Was ist der Unterschied zwischen ONAN- und ONAF-Kühlung?

ONAN bedeutet natürliche Ölzirkulation und natürliche Luftkühlung, die ausschließlich auf dem Tank und den Kühlern beruht. ONAF fügt Lüfter hinzu, die Luft über die Kühler blasen und so die Kühlleistung und damit die zulässige Dauerlast erhöhen.