11kV olienedsænket transformator Grundstruktur: En detaljeret opdeling

11kVolie nedsænket transformerfungerer som en af ​​de mest kritiske strømkonverteringsenheder i distributionsnet. Det er bredt udbredt i bystrømsnetværk, industriparker, mineområder, boligsamfund og nye energistationer. Ved at bruge isoleringsolie som køle- og dielektrisk medium nedtrapper den spændingen fra 11kV højspændingssiden til 0,4kV lavspændingsfordelingsspænding for at opnå sikker elektrisk krafttransmission og distribution. Sammenlignet med transformatorer af tør type har olienedsænkede transformatorer stærk overbelastningskapacitet, lavere kapitalomkostninger, fremragende varmeafledningsevne og stabil drift. For fuldt ud at forstå driftsprincippet, udføre rutinemæssig vedligeholdelse og forudsige potentielle fejl, er det vigtigt at blive fortrolig med den komplette interne og eksterne struktur af den 11kV olienedsænkede transformer. Denne artikel nedbryder dens kernekomponenter én efter én, og hjælper indkøbsspecialister, drifts- og vedligeholdelsesingeniører og hovedentreprenører med hurtigt at forstå udstyrskonstruktionen.

En komplet 11kVolienedsænket distributionstransformatorer sammensat af syv hovedmoduler: kerne- og viklingssamling, olietank og kølesystem, isolerende oliesystem, trinkobler, bøsningssamling, beskyttelseskomponenter og basistilbehør. Alle strømførende jernkerner og viklinger er helt nedsænket i transformerolie. Transformerolie udfører to primære funktioner. For det første elektrisk isolering: den isolerer viklinger på forskellige potentialeniveauer såvel som viklingerne fra kernen og tankskallen for at forhindre nedbrud og kortslutningsfejl. For det andet varmeafledning: varme genereret af strømførende viklinger og kerneoverførsler til oliemediet. Gennem naturlig konvektion eller tvungen cirkulation af olie, afgives varme til tankvæggen og radiatorerne og ledes ud i den omgivende luft. Hele enheden har en forseglet konstruktion for at reducere indtrængen af ​​luft og fugt i olie, hvilket bremser nedbrydning af isolering.

3.1 Jernkerne
Jernkernen danner transformatorens magnetiske kredsløb, der leder vekslende magnetisk flux for at realisere elektromagnetisk induktion. Koldvalsede siliciumstålplader med høj permeabilitet anvendes normalt som råmateriale. Hver siliciumstålplade er belagt med isolerende lak og stablet i et indskudt mønster. Stablingsdesignet reducerer hysteresetab og hvirvelstrømtab for at minimere varmeudvikling. Kernen består af kerneben og åg. Vindinger er monteret på kerneben, mens åg forbinder øvre og nedre kerneben for at danne en lukket magnetisk sløjfe. Jernkernen er jordet i et enkelt punkt for at undgå flydende potentiale, der kan udløse delvis udledning og beskadige isoleringsmaterialer.
3.2 HV- og LV-viklinger
Viklinger udgør transformatorens elektriske kredsløb, opdelt i højspændingsviklinger (11kV) og lavspændingsviklinger (0,4kV). De er koncentrisk monteret på kerneben. I de fleste designs er LV-viklinger placeret på det indre lag og HV-viklinger på det ydre lag.
LV-viklinger bruger ledere med større tværsnitsareal og færre vindinger, mens HV-viklinger har et større antal vindinger med tyndere ledere. Ledere er pakket ind med isolerende papir. Mellem vindinger og lag er der anbragt afstandsblokke og oliekanaler. Oliekanaler reserverer strømningskanaler til transformatorolie, så de kan cirkulere og transportere varme væk. Efter viklingsfremstilling udføres vakuumolieimprægnering for at eliminere interne luftbobler og forbedre den dielektriske styrke.
3.3 Isoleringssystem
Udover lederisoleringspapir omfatter isoleringskomponenter støttestrimler, separatorer, vinkelringe og afstandsstykker, generelt fremstillet af isolerende trykplade. Disse dele adskiller HV- og LV-viklinger, understøtter og fastgør viklingssamlinger og danner i mellemtiden køleoliepassager. Isoleringssystemet er grundlaget for sikker transformerdrift. Når isoleringen bliver fugtig eller beskadiget, kan der opstå kortslutning mellem svingene eller jordbrud og føre til alvorlige ulykker.

4.1 Olietank
Olietanken er en svejset stålbeholder designet til at indeholde transformerolie og rumme kerne- og viklingssamlingen. Den fungerer også som en mekanisk støttestruktur til at bære radiatorer, bøsninger, konservatorer og andre udvendige beslag. Olietanke er klassificeret i fladtoptanke og bølgepaptanke. Korrugerede tanke er afhængige af elastiske korrugerede vægge for at kompensere for ændringer i olievolumen forårsaget af termisk ekspansion og sammentrækning, og konservatorer kan udelades for små distributionstransformatorer. Enheder med større kapacitet anvender fladtoptanke, der matches med konservatorer. En olieaftapningsventil er monteret i bunden af ​​tanken til olieprøvetagning og aftapning under vedligeholdelse. Jordingsbolte er monteret på tanksiden for pålidelig jording under drift for at beskytte personalesikkerheden.
4.2 Konservator (olieudvidelsestank)
Konservatoren monteres oven på olietanken og tilsluttes tankkroppen via et forbindelsesrør. Transformerolie udvider sig, når temperaturen stiger, og trækker sig sammen, når temperaturen falder. Konservatoren rummer en sådan volumenvariation, hvilket sikrer, at tanken altid er fuldt fyldt med olie og forhindrer, at kernen og viklingerne udsættes for luft. En udluftning er udstyret på konservatoren, fyldt med farveskiftende silicagel for at absorbere fugt fra den omgivende luft og forhindre fugtig luft i at trænge ind i transformerolie. En oliestandsindikator er installeret på siden af ​​konservatoren for visuelt at vise olieniveauet til rutinemæssig inspektion.
4.3 Kølekomponenter
Almindelige køletilstande for 11kVolienedsænkede transformereomfatte ONAN (Oil Natural Air Natural) og ONAF (Oil Natural Air Forced). Små distributionstransformatorer afleder varme naturligt gennem tankvægge eller bølgeplader. Modeller med større kapacitet er udstyret med panelradiatorer. Radiatorer forbindes til tanken via rørledninger. Varm olie strømmer opad i radiatorer til afkøling, og afkølet olie vender tilbage til bunden af ​​tanken for at etablere naturlig konvektionscirkulation. Enheder udstyret med køleventilatorer kan aktivere blæsere under tung belastning for at forbedre varmeafledningen og forbedre evnen til at overbelaste kort tid.
4.4 HV og LV bøsninger
Bøsninger er isolerende komponenter, der fører strømførende viklinger ud af olietanken. Den ene ende forbindes til interne viklinger, mens den anden ende er udsat for atmosfære for ekstern kabel- eller samleskinneforbindelse. 11kV højspændingsbøsninger er normalt porcelæns- eller kompositbøsninger. Lavspændingssiden arbejder under lavere spænding og vedtager generelt porcelæns- eller harpiksbøsninger. En ledende stang løber gennem bøsningen, og den ydre isolerende skal modstår jordspænding. Bøsninger er blandt de mest udsatte komponenter. Overfladeforurening, revner eller fugtindtrængning kan resultere i overslag.
4.5 Tryk på Skifter
Tapkobleren justerer antallet af vindinger af HV-viklinger og ændrer transformatorforholdet for at kompensere for netspændingsudsving. Den kan kategoriseres i trinkobler uden kredsløb og trinkobler med on-load. De fleste 11kV distributionstransformatorer er udstyret med ledningskoblere uden for kredsløb, som først må betjenes, efter at transformatoren er fuldstændig afbrudt. Vandhanekobleren monteres på tanktoppen og justeres via et udvendigt betjeningsgreb. Fælles tapområde er ±2×2,5%. Vedligeholdelsesingeniører justerer udtagspositionerne i henhold til den faktiske spænding på stedet for at garantere stabil LV-udgangsspænding inden for det nominelle område.

Buchholz-relæ: Installeret på rørledningen, der forbinder tanken og konservatoren, er det den primære beskyttelsesanordning tilolienedsænkede transformere. Interne fejl genererer gas- eller oliestrømpåvirkning. Buchholz-relæet udløser alarmsignaler eller udløsningskommandoer. Let gasbeskyttelse reagerer på mindre interne fejl, der producerer gas, mens kraftig gasbeskyttelse reagerer på alvorlige kortslutningshændelser.
Overtryksventil: Monteret på tankdækslet. Pludselig intern kortslutning producerer massiv gas på kort tid og øger tanktrykket markant. Overtryksventilen åbner hurtigt for at frigive trykket og undgå tankdeformation eller eksplosion.
Termometre: Inklusiv olieoverfladetermometer og viklingstermometer, overvågning af topolietemperatur og viklingstemperatur. Overtemperaturalarm vil blive aktiveret, når aflæsningerne overstiger tærsklerne.
Olieprøveudtagningsventil: Bruges til periodisk olieprøvetagning til at udføre gaskromatografi, dielektriske tab og fugttests, evaluere ældningsstatus for isoleringsolie.

Hver strukturel komponent i 11kVolie nedsænket transformerudfører sin dedikerede funktion. Det magnetiske kredsløb, det elektriske kredsløb, isoleringssystemet, kølesystemet og beskyttelsessystemet arbejder sammen for at garantere stabil strømkonvertering. Kerne og viklinger fuldfører elektromagnetisk energikonvertering; transformerolie leverer både isolering og varmeafledning; olietank og konservator opretholder et forseglet oliemiljø; bøsninger eksport af elektrisk kraft; trinkobler stabiliserer udgangsspænding; forskellige beskyttelsesanordninger overvåger udstyrets status i realtid og reagerer hurtigt, når der opstår fejl.
Kendskab til transformatorstrukturen gør det muligt for indkøbs- og vedligeholdelsesteams at vurdere produktkvaliteten under udbuds- og udvælgelsesfasen, identificere potentielle defekter i rutineinspektioner, formulere optimerede vedligeholdelsesplaner, forlænge transformatorens levetid og reducere risikoen for strømafbrydelser i distributionsnetværk.