¿Conoces los componentes principales de un transformador sumergido en aceite?

El transformador sumergido en aceite, como un transformador de uso común, Equipo de transformación En el sistema eléctrico, se incluye un componente especial adicional relacionado con el aislamiento y el aceite de refrigeración, además de los componentes principales de los transformadores convencionales. Los componentes principales se pueden clasificar en tres categorías: componentes del núcleo electromagnético, tanque de aceite y sistema de refrigeración, y componentes de aislamiento y protección. Los detalles son los siguientes:
1. Componentes del núcleo electromagnético (núcleo de conversión de energía)
Núcleo de hierro
Función: Forma el circuito magnético y actúa como medio para la inducción electromagnética. Permite la transferencia de energía entre los devanados primario y secundario mediante una alta conductividad magnética y, gracias a su diseño especial, reduce las pérdidas por histéresis y por corrientes parásitas.
Material: Fabricado apilando láminas de acero al silicio orientado (con un espesor que normalmente varía de 0,23 a 0,3 mm), con pintura aislante aplicada entre las láminas para evitar la generación de corrientes parásitas; para transformadores grandes, el núcleo de hierro también puede adoptar una estructura de unión de varios niveles para optimizar aún más el circuito magnético.
Estructura: Comúnmente en una estructura tipo núcleo (con devanados que rodean la columna del núcleo de hierro), o en una estructura tipo carcasa (con el núcleo de hierro rodeando los devanados) en algunos escenarios especiales.
Bobinados (bobinas)
Función: El devanado primario suministra energía eléctrica para generar un campo magnético alterno, y el devanado secundario, en el campo magnético, induce un campo eléctrico para generar energía eléctrica, logrando la transformación de tensión y corriente.
Material: Compuesto principalmente de cables de cobre de alta conductividad (para algunos transformadores de pequeña capacidad y bajo voltaje, se utilizan cables de aluminio), con la superficie del cable cubierta por materiales aislantes como papel aislante, hilo de algodón o pintura epoxi para asegurar el aislamiento entre los devanados y entre los devanados y el núcleo de hierro.
Estructura: Según los niveles de tensión, se dividen en devanados de alta tensión y de baja tensión. Generalmente, los de alta tensión tienen más espiras y cables más delgados, mientras que los de baja tensión tienen menos espiras y cables más gruesos. El método de devanado incluye el de tipo capa (con aislamiento transparente entre capas, adecuado para baja tensión) y el de tipo torta (buena disipación térmica, adecuado para alta tensión).
2. Tanque de aceite y sistema de refrigeración (núcleo de aislamiento y disipación de calor)
Tanque de aceite
Función: Como la cáscara de El transformador, contiene aceite aislante en su interior y sostiene el núcleo de hierro y los devanados, aislando el ambiente exterior (evitando el polvo y la humedad).
Estructura: Los tanques de aceite de transformadores grandes, fabricados mediante soldadura de placas de acero, pueden diseñarse en forma de campana (con la cubierta superior que se puede levantar para facilitar el mantenimiento) o en forma de barril; la superficie del tanque de aceite a menudo está soldada con tubos de disipación de calor o placas de disipación de calor para mejorar el efecto de disipación de calor.
Aceite aislante
Función: Funciones duales: aislamiento (separación de devanados, núcleo de hierro y tanque de aceite, etc., para aumentar la resistencia del aislamiento) y enfriamiento (a través de convección, transfiriendo el calor generado por los devanados y el núcleo de hierro a la pared del tanque de aceite o al intercambiador de calor).
Requisitos: Debe tener alta resistencia de aislamiento, baja viscosidad (facilitando la convección), bajo punto de congelación (adaptado a ambientes de baja temperatura) y buena estabilidad química (no propenso a la oxidación y deterioro).
Dispositivo de enfriamiento
Función: Mejora la disipación del calor. Según la capacidad y los requisitos de refrigeración, se divide en:
Enfriamiento Natural (ONAN): Solo a través de convección natural de la pared del tanque de aceite y placas de disipación de calor para enfriamiento, adecuado para transformadores de pequeña capacidad;
Enfriamiento por circulación forzada de aceite (OFAF/OFWF): A través de la bomba de aceite para hacer que el aceite aislante fluya a través del intercambiador de calor, o combinado con ventiladores para acelerar el flujo de aire (enfriamiento por aire) o enfriamiento por agua (enfriamiento por agua), adecuado para transformadores de gran capacidad.
3. Componentes de aislamiento y protección (Garantía de funcionamiento seguro)
Bujes de aislamiento
Función: Exponer los devanados de alto y bajo voltaje dentro del transformador al exterior del tanque de aceite y lograr el aislamiento entre los devanados y el tanque de aceite (puesta a tierra).
Estructura: Compuesta por bujes de porcelana (o caucho de silicona) y varillas conductoras internas, clasificados por niveles de tensión en bujes de baja tensión (cerámica o baquelita) y bujes de alta tensión (mayoritariamente cerámicos, rellenos de aceite o tubos de papel aislante).
Interruptor de toque
Función: Ajusta el voltaje de salida del transformador cambiando las vueltas del devanado de alto voltaje, compensando las fluctuaciones de voltaje en la red eléctrica (como el rango de regulación de voltaje de ±5% o ±2,5%).
Tipo: Dividido en interruptor de toma sin excursión (operado sin interrupción de energía, adecuado para capacidad pequeña y mediana) e interruptor de toma bajo carga (operado con energía encendida, adecuado para escenarios de requisitos de estabilidad de alto voltaje y gran capacidad).
Dispositivos de protección Depósito de aceite (almohadilla de aceite): Conectado por encima del tanque de aceite, compensa la expansión/contracción del aceite aislante debido a los cambios de temperatura y reduce el contacto entre el aceite y el aire (retrasando la oxidación). También incluye un indicador de nivel de aceite en el interior.
Absorbedor (respiradero): Conectado al depósito de aceite, absorbe la humedad del aire que ingresa a la almohada de aceite a través de gel de sílice para evitar que el aceite aislante se humedezca.
Ventilación de seguridad (tubo a prueba de explosiones): cuando ocurre un cortocircuito u otras fallas dentro del transformador que causan un aumento repentino de la presión, el aceite y el gas pueden liberarse a través del tubo a prueba de explosiones para evitar que el tanque de aceite explote (los transformadores grandes modernos en su mayoría usan válvulas de alivio de presión en su lugar).
Relé de gas (relé de gas): Instalado en la tubería de conexión entre el tanque de aceite y el depósito de aceite, emite una señal de alarma cuando ocurre una falla menor internamente (generación de gas) y corta automáticamente el suministro de energía cuando ocurre una falla grave (impacto del flujo de aceite), y es el componente protector principal de los transformadores sumergidos en aceite.