Introdução detalhada dos componentes dos transformadores imersos em óleo

Os componentes principais dos transformadores a óleo

1. Núcleo (de um transformador ou eletroímã)

O núcleo é a parte mais importante do circuito equivalente em transformadores a óleo. É geralmente composto por aço laminado a quente ou a frio ou núcleos magnéticos de óxido de ferro com teor de silício de cerca de 5% e espessura de 0,35 ou 0,5 mm, revestidos com tinta anticorrosiva na superfície. Esses núcleos são montados empilhando chapas magnéticas de aço com silício ou óxido de ferro. O núcleo divide-se em duas partes: coluna do núcleo e entreferro. A coluna do núcleo possui os enrolamentos, e o entreferro tem a função de fechar o circuito equivalente. As formas básicas da estrutura do núcleo são do tipo núcleo central ou do tipo blindagem.

2. Enrolamento

O enrolamento é uma parte do circuito de um transformador imerso em óleo. É geralmente fabricado por meio do enrolamento de fio plano de cobre isolado ou fio redondo de cobre em um molde de enrolamento. A manga de enrolamento é colocada no núcleo de ferro do transformador imerso em óleo. O enrolamento de baixa tensão fica na camada interna, e o enrolamento de alta tensão é colocado na camada externa do enrolamento de baixa tensão. Entre o enrolamento de baixa tensão e o núcleo de ferro, e entre o enrolamento de alta tensão e o enrolamento de baixa tensão, são utilizadas buchas feitas de materiais isolantes para separá-los, o que é benéfico para a camada de isolamento.

3. Óleo de transformador

A composição do óleo de transformador em transformadores imersos em óleo é bastante complexa. É geralmente composta por cicloalcanos, etano e hidrocarbonetos alifáticos. Em transformadores imersos em óleo utilizados em equipamentos de distribuição de energia, o óleo no transformador desempenha dois papéis fundamentais: primeiro, atua como uma camada isolante entre os enrolamentos e o núcleo, bem como entre os enrolamentos e o núcleo de ferro, e dentro do tanque de óleo. Segundo, quando o óleo é aquecido, provoca convecção térmica, o que ajuda a conduzir o calor para o núcleo de ferro e os enrolamentos do transformador. Os tipos comuns de óleo para transformadores imersos em óleo incluem os modelos 10#, 25# ou 45#. O modelo indica a temperatura na qual o óleo começa a solidificar quando está a zero grau Celsius. Por exemplo, o óleo "25#" indica que este tipo de óleo começa a solidificar-se a -25℃. A especificação do óleo deve ser selecionada com base nas condições naturais locais.

4. Tanque de Óleo

O reservatório de óleo é instalado na tampa do tanque de óleo do motor. O volume do reservatório de óleo equivale aproximadamente a 10% do peso do tanque de óleo do motor. Existe uma conexão por tubulação entre o reservatório de óleo e o tanque de óleo do motor. Quando o volume do transformador imerso em óleo varia com a temperatura do líquido, expandindo ou contraindo, o reservatório de óleo atua como um tanque de armazenamento e para reabastecimento de óleo, garantindo que o núcleo e os enrolamentos permaneçam imersos em óleo; além disso, devido à instalação do reservatório de óleo, a área de contato entre o óleo e o ar é reduzida, diminuindo assim a taxa de deterioração do óleo.

No lado do reservatório de óleo, há um indicador de nível de óleo. Próximo ao tubo de vidro, existem linhas de referência de altura relativa do nível de óleo em -30℃, +20℃ e +40℃, indicando a altura relativa que o nível de óleo deve atingir em um transformador imerso em óleo novo; essas linhas de referência podem refletir efetivamente se há óleo suficiente restante durante a operação do transformador imerso em óleo sob diversas condições.

Orifícios de respiração são utilizados no reservatório de óleo para permitir que o espaço superior interno do reservatório comunique-se com a atmosfera. Quando o óleo no transformador imerso em óleo se expande ou contrai devido ao calor, o gás na parte superior do reservatório pode entrar e sair através dos orifícios de respiração, fazendo com que o nível de óleo suba ou desça, evitando assim que o tanque de óleo se deforme ou até mesmo seja danificado.

5. Tubo de isolamento

Esta é uma importante equipagem de camada isolante na caixa do transformador imerso em óleo. A maioria dos transformadores imersos em óleo utiliza tubos isolantes de porcelana para a isolação. Através dos tubos isolantes de alta e baixa tensão, os enrolamentos de alta e baixa tensão do transformador imerso em óleo são ligados desde o tanque de óleo até ao exterior deste, proporcionando isolação para a tensão entre o enrolamento e a terra (carcaça e núcleo) do transformador imerso em óleo. Além disso, constitui o componente principal para ligar os cabos fixos ao circuito externo. A bucha de porcelana de alta tensão é relativamente mais alta e maior, enquanto a bucha de porcelana de baixa tensão é relativamente mais curta.

6. Derivações divididas

Para transformadores imersos em óleo, a alteração do dispositivo de derivação do enrolamento de alta tensão e o ajuste da posição de derivação podem aumentar ou diminuir o número de espiras em uma parte do enrolamento primário, alterando assim a relação de tensão e permitindo a regulação de tensão. Transformadores imersos em óleo que são retirados de operação e desconectados da rede elétrica têm sua tensão ajustada por meio da comutação manual da área do comutador de derivação, o que é chamado de regulação de tensão sem carga.

7. Relé de gás

O relé de gás está conectado à parte central do tubo de borracha entre o tanque de óleo e o reservatório de óleo do transformador imerso em óleo, e é ligado ao circuito de controle formando o dispositivo de proteção contra gás. O contato superior do relé de gás e o sinal de gás leve formam um circuito de controle independente, e a conexão inferior do relé de gás é ligada ao circuito externo formando a proteção contra gás pesado. A posição de gás pesado faz com que o disjuntor universal de alta tensão emita um sinal de atuação por gás pesado.

8. Tubo antiexplosão

O tubo à prova de explosão é um dispositivo de proteção de segurança para transformadores imersos em óleo. Está ligado à parte superior da tampa do transformador imerso em óleo. O tubo à prova de explosão está em comunicação com a atmosfera. Quando ocorre uma falha e gera calor, o óleo no transformador imerso em óleo vaporiza-se, acionando o relé de gás para emitir um sinal de alarme ou desligar a alimentação elétrica, evitando que o tanque de óleo rache.