Die wichtigsten Komponenten von ölgefüllten Transformatoren
1. Kern (eines Transformators oder Elektromagneten)
Der Kern ist der wichtigste Teil des Ersatzschaltbilds bei ölgefüllten Transformatoren. Er besteht in der Regel aus warmgewalztem oder kaltgewalztem Stahl oder Eisenoxid-Magnetkernen mit einem Siliziumgehalt von etwa 5 % und einer Dicke von 0,35 oder 0,5 mm, die auf der Oberfläche mit korrosionsbeständigem Lack beschichtet sind. Diese Kerne werden durch Stapeln siliziumhaltiger Stahl- oder Eisenoxid-Magnetbleche zusammengesetzt. Der Kern gliedert sich in zwei Teile: Säule und Joch. An der Säule sind die Wicklungen angebracht, das Joch dient zum Schließen des magnetischen Kreises. Die grundlegenden Bauformen der Kernstruktur sind der Kerntransformator oder der Manteltransformator.
2. Wicklung
Die Wicklung ist ein Teil des Stromkreises eines ölgetränkten Transformators. Sie wird in der Regel hergestellt, indem isolierter, flacher Kupferdraht oder runder Kupferkern-Draht auf einer Wickelform aufgewickelt wird. Die Wickelhülse wird auf die Eisenkernsäule des ölgetränkten Transformators gesetzt. Die Niederspannungswicklung befindet sich in der inneren Schicht, und die Hochspannungswicklung wird auf der äußeren Schicht über der Niederspannungswicklung angeordnet. Zwischen der Niederspannungswicklung und dem Eisenkern sowie zwischen der Hochspannungswicklung und der Niederspannungswicklung werden Gewindemuffen aus isolierenden Materialien verwendet, um sie voneinander zu trennen, was der Isolierung zugutekommt.
3. Transformatorenöl
Die Zusammensetzung von Transformatoröl in ölgekühlten Transformatoren ist recht komplex. Sie besteht im Allgemeinen aus Cycloalkanen, Ethan und aliphatischen Kohlenwasserstoffen. Bei ölgekühlten Transformatoren, die in elektrischen Verteilungsanlagen eingesetzt werden, übernimmt das Öl im Transformator zwei zentrale Funktionen: Erstens wirkt es als Isolationsschicht zwischen den Wicklungen und dem Kern, zwischen den Wicklungen und dem Eisenkern sowie innerhalb des Öltanks. Zweitens erzeugt das Öl bei Erwärmung eine thermische Konvektion, wodurch die Wärmeabfuhr vom Eisenkern und den Wicklungen des Transformators unterstützt wird. Zu den gängigen Typen von ölgekühltem Transformatoröl gehören die Sorten 10#, 25# oder 45#. Die Bezeichnung gibt die Temperatur an, bei der das Öl bei null Grad Celsius zu erstarren beginnt. Zum Beispiel bedeutet „25#“-Öl, dass diese Ölsorte bei -25 °C zu erstarren beginnt. Die Wahl der richtigen Ölsorte sollte auf Grundlage der lokalen klimatischen Bedingungen erfolgen.
4. Öltank
Das Ölreservoir ist am Deckel des Motoröltanks installiert. Das Volumen des Ölreservoirs beträgt etwa 10 % des Gewichts des Motoröltanks. Zwischen dem Ölreservoir und dem Motoröltank besteht eine Rohrverbindung. Wenn sich das Volumen des ölgefüllten Transformators mit der Temperatur der Flüssigkeit ausdehnt oder zusammenzieht, fungiert das Ölreservoir als Ölvorratstank und zur Nachfüllung von Öl, wodurch sichergestellt wird, dass Kern und Wicklungen in Öl eingetaucht bleiben; außerdem wird durch die Installation des Ölreservoirs die Kontaktfläche zwischen Öl und Luft vermindert, wodurch die Alterungsrate des Öls verringert wird.
An der Seite des Öltanks befindet sich eine Ölstandanzeige. In der Nähe des Glasrohrs gibt es Höhenreferenzlinien für den Ölstand bei -30 °C, +20 °C und +40 °C, die die relative Höhe des Ölstands anzeigen, die ein unbenutzter ölige Tauchtransformator erreichen sollte; diese Referenzlinien spiegeln wirksam wider, ob während des Betriebs des ölgetauchten Transformators unter verschiedenen Bedingungen ausreichend Öl vorhanden ist.
Atemlöcher am Öltank ermöglichen es, dass der obere Innenraum des Öltanks mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Wenn sich das Öl im ölgetauchten Transformator aufgrund von Wärme ausdehnt oder zusammenzieht, kann das Gas im oberen Bereich des Öltanks über die Atemlöcher ein- und austreten, wodurch der Ölstand steigt oder sinkt und so verhindert wird, dass der Öltank verformt oder sogar beschädigt wird.
5. Isolierrohr
Dies ist eine wichtige Isolierschicht-Ausrüstung am Gehäuse des ölgefüllten Transformators. Die Mehrheit der ölgefüllten Transformatoren verwendet keramische Isolierrohre zur Isolierung. Über Hoch- und Niederspannungs-Isolierrohre werden die Hoch- und Niederspannungswicklungen des ölgefüllten Transformators vom Öltank nach außerhalb des Öltanks geführt, um die Spannung zwischen Wicklung und Erde (Gehäuse und Kern) des ölgefüllten Transformators zu isolieren. Außerdem ist sie das Hauptbauteil zum Anschluss der festen Leiter an den externen Stromkreis. Der keramische Hochspannungsdurchführungsisolator ist relativ hoch und groß, während der keramische Niederspannungsdurchführungsisolator vergleichsweise kürzer ist.
6. Abgriffanschlüsse
Bei ölgetränkten Transformatoren kann durch Ändern der Anzapfungsvorrichtung der Hochspannungswicklung und Einstellen der Anzapfposition die Zahl der Windungen in einem Teil der Primärwicklung erhöht oder verringert werden, wodurch das Spannungsverhältnis verändert und eine Spannungsregelung erreicht wird. Ölgetränkte Transformatoren, die außer Betrieb genommen und vom Stromnetz getrennt wurden, werden durch manuelles Umschalten des Anzapfungsschalterbereichs spannungsgeregelt, was als spannungslose Spannungsregelung bezeichnet wird.
7. Gasrelais
Das Gasrelais ist in der Mitte des Gummischlauchs zwischen dem Öltank und dem Ausgleichsbehälter des ölgetränkten Transformators installiert und mit der Steuerschaltung verbunden, um die Gas-Schutzeinrichtung zu bilden. Der obere Kontakt des Gasrelais bildet zusammen mit dem Leichtgas-Signal eine unabhängige Steuerschaltung, während der untere Anschluss des Gasrelais mit der externen Schaltung verbunden ist, um den Schwergas-Schutz zu bilden. Die Schwergasstellung bewirkt, dass der Hochspannungs-Leistungsschalter ein Schwergas-Auslösesignal abgibt.
8. Explosionsrohr
Das explosionsgeschützte Rohr ist eine Sicherheitsschutzeinrichtung für ölgetränkte Transformatoren. Es ist mit dem oberen Teil des Deckels des ölgetränkten Transformators verbunden und steht mit der Atmosphäre in Verbindung. Wenn ein Fehler auftritt und Wärme erzeugt, verdampft das Öl im ölgetränkten Transformator, wodurch der Gasrelais einen Alarm auslöst oder die Stromversorgung abgeschaltet wird, um ein Zerreißen des Öltanks zu verhindern.
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