Was sind die Hauptkomponenten eines Öltransformators?
Kern:
Der Kern besteht typischerweise aus laminiertem Stahl und stellt einen Weg für den magnetischen Fluss bereit. Es erhöht die Effizienz der Energieübertragung zwischen der Primär- und Sekundärwicklung.
Wicklungen:
Transformatoren haben zwei Wicklungssätze: Primär- und Sekundärwicklung. Die Primärwicklung ist an die Eingangsspannung angeschlossen, während die Sekundärwicklung an den Ausgangskreis angeschlossen ist. Diese Wicklungen bestehen meist aus Kupfer oder Aluminium.
Isoliermaterial:
Isoliermaterialien werden zur Trennung und Isolierung der leitenden Komponenten wie Wicklungen und Kern verwendet. Dies ist entscheidend, um Stromausfälle zu verhindern und den sicheren Betrieb des Transformators zu gewährleisten.
Öl:
Öl dient sowohl als Kühlmedium als auch als Isoliermaterial
Öltransformator . Es trägt zur Ableitung der im Betrieb entstehenden Wärme bei und sorgt für zusätzliche Isolierung. Das Öl dient auch als Medium zum Löschen von Lichtbögen im Fehlerfall.
Panzer:
Der Tank beherbergt den Kern, die Wicklungen und das Öl. Normalerweise besteht es aus Stahl und ist versiegelt, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen zu verhindern. Der Tank bietet mechanische Unterstützung und Schutz für die Transformatorkomponenten.
Buchholz-Staffel:
Das Buchholzrelais ist ein im Ölkreislauf eingebautes Schutzgerät. Es erkennt und reagiert auf interne Fehler, wie z. B. Überhitzung oder das Vorhandensein von durch einen Fehler erzeugtem Gas. Das Relais kann einen Alarm auslösen oder den Transformator auslösen, um weiteren Schaden zu verhindern.
Konservatortank:
Der Ausgleichsbehälter ist ein Ausdehnungsgefäß, das mit dem Hauptbehälter verbunden ist. Es gleicht Änderungen des Ölvolumens aufgrund von Temperaturschwankungen aus und trägt dazu bei, einen stabilen Innendruck aufrechtzuerhalten und das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.
Tippwechsler:
Einige Transformatoren sind mit Stufenschaltern ausgestattet, die eine Anpassung des Windungsverhältnisses ermöglichen. Diese Funktion ermöglicht die Spannungsregelung und sorgt so für einen konstanten Spannungspegel in der Sekundärwicklung unter wechselnden Lastbedingungen.
Verschnaufpause:
Der Entlüfter ist ein am Ausdehnungsgefäß angebrachtes Gerät, das verhindert, dass Feuchtigkeit in den Transformator eindringt. Es enthält typischerweise Trockenmittel, um Feuchtigkeit aus der Luft zu absorbieren, die während der Ölausdehnung und -kontraktion in den Transformator gesaugt wird.
Druckentlastungseinrichtung:
Dieses Gerät dient dazu, überschüssigen Druck abzubauen, der sich unter ungewöhnlichen Bedingungen im Transformator aufbauen kann. Es hilft, Schäden am Transformator und am Tank zu vermeiden.
Wie dient das Öl als Kühlmedium im Öltransformator?
Als Kühlmedium dient Öl
Öltransformator durch eine Kombination aus Leitung, Konvektion und Strahlung. Hier ist eine Aufschlüsselung, wie dieser Abkühlungsprozess abläuft:
Hitzeerzeugung:
Im Normalbetrieb eines Transformators kommt es aufgrund des Widerstands der Leiter in den Wicklungen und der magnetischen Eigenschaften des Kerns zu elektrischen Energieverlusten. Diese Verluste äußern sich als Wärme.
Leitung:
Die in den Wicklungen und im Kern entstehende Wärme wird an das umgebende Isolieröl weitergeleitet. Transformatoren bestehen aus Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit, um eine effiziente Wärmeübertragung zu ermöglichen.
Konvektion:
Natürliche Konvektion ist ein wichtiger Mechanismus zur Kühlung in Öltransformatoren. Da das Öl Wärme aufnimmt, wird es weniger dicht und steigt auf, wodurch eine natürliche Zirkulation entsteht. Das erhitzte Öl bewegt sich nach oben und kühleres, dichteres Öl aus den oberen Teilen des Transformators fließt nach unten, um es zu ersetzen. Diese Konvektionsströmung trägt zur Wärmeverteilung im Transformator bei.
Erzwungene Konvektion:
Bei größeren oder stark belasteten Transformatoren reicht die natürliche Konvektion möglicherweise nicht aus. Die erzwungene Konvektion wird durch den Einsatz von Kühlventilatoren erreicht. Diese Ventilatoren sind strategisch im Transformator platziert, um die Ölzirkulation zu verbessern. Sie werden oft durch Temperatursensoren gesteuert, um bei Bedarf aktiviert zu werden.
Kühlflächen:
Die Außenflächen des Transformatorkessels dienen als Kühlflächen. Die Wärme wird vom Öl zum Tank übertragen und von dort an die Umgebung abgestrahlt. Einige Transformatoren verfügen über zusätzliche Kühlstrukturen wie Kühler oder Rippen, die am Tank angebracht sind, um die Oberfläche für eine bessere Wärmeableitung zu vergrößern.
Konservatortank:
Viele
Öltransformator Dazu gehört ein mit dem Haupttank verbundener Ausgleichsbehälter. Der Ausdehnungsbehälter bietet Platz für die Ausdehnung und Kontraktion des Öls bei Temperaturänderungen. Diese Funktion trägt zur Aufrechterhaltung eines stabilen Innendrucks bei und verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit und Luft in den Transformator, wodurch eine effiziente Kühlung gewährleistet wird.
Strahlung:
Die Wärmeableitung erfolgt auch durch Strahlung von den Außenflächen des Transformatorkessels. Dies ist besonders relevant, wenn der Transformator bei erhöhten Temperaturen betrieben wird und Strahlung ein wichtigerer Faktor im gesamten Kühlprozess wird.