مخزن روغن ترانسفورماتور جزء مهمی از ساختار ترانسفورماتور است. عملکردهای اصلی آن را می توان در سه جنبه اصلی خلاصه کرد: اتلاف گرما و خنک کننده، حفاظت عایق، و پشتیبانی مکانیکی، در حالی که به عنوان یک عملکرد ذخیره سازی و آب بندی روغن نیز عمل می کند.
اتلاف گرما و سرمایش: کلید حفظ پایداری عملیاتی ترانسفورماتور
در طول عملیات ترانسفورماتور، سیم پیچ ها و هسته به دلیل تبدیل الکترومغناطیسی، مقدار زیادی گرما تولید می کنند. اگر این گرما به موقع دفع نشود، می تواند منجر به پیری مواد عایق، کاهش کیفیت روغن و حتی خرابی تجهیزات شود. مخزن روغن از طریق مکانیسم های زیر به اتلاف گرمای کارآمد می رسد:
خنک کننده همرفتی طبیعی: مخزن روغن به عنوان محفظه ای برای روغن ترانسفورماتور از این ویژگی استفاده می کند که چگالی روغن با دما تغییر می کند تا گردش همرفت طبیعی ایجاد کند. روغن داغ به بالای مخزن می رسد، گرما را با هوای بیرون از طریق رادیاتورها یا لوله های خنک کننده مبادله می کند و روغن خنک شده به پایین فرو می رود و یک گردش مداوم را تشکیل می دهد.
دستگاه کمکی خنککننده اجباری: برای ترانسفورماتورهای-با ظرفیت بزرگ، مخزن روغن اغلب مجهز به هیت سینک یا دستگاههای خنک شونده با هوا است. سینکهای حرارتی با افزایش سطح، کارایی اتلاف گرما را افزایش میدهند، در حالی که سیستمهای خنکشده با هوا جریان هوا را از طریق فنها تسریع میکنند و سیستمهای خنکشده با آب مستقیماً گرما را از طریق گردش آب خنککننده جذب میکنند و دمای روغن را بیشتر کاهش میدهند.
استانداردهای کنترل دمای روغن: طبق استانداردهای صنعتی، دمای روغن ترانسفورماتور معمولاً باید زیر 85 درجه کنترل شود (این میزان ممکن است در سناریوهای خاصی مانند ترانسفورماتورهای نوع خشک- بیشتر باشد). طراحی اتلاف حرارت مخزن باید این نیاز را برآورده کند، به عنوان مثال، با محاسبه رابطه تطابق بین سطح مخزن و توان اتلاف حرارت برای اطمینان از اینکه دمای روغن از استاندارد تحت بار نامی تجاوز نمی کند.
حفاظت عایق: مانع اصلی برای ایمنی الکتریکی
روغن ترانسفورماتور نه تنها به عنوان یک محیط خنک کننده عمل می کند، بلکه یک عملکرد عایق نیز انجام می دهد. مخزن حفاظت عایق را به روش های زیر انجام می دهد:
جداسازی اجزای{0}ولتاژ بالا: مخزن با روغن ترانسفورماتور پر میشود و اجزای{1} با ولتاژ بالا مانند سیمپیچها و هستهها را از محیط بیرون کاملاً جدا میکند و از خرابی عایق ناشی از رطوبت، گرد و غبار یا اجسام خارجی جلوگیری میکند.
حفظ خلوص روغن: مخزن از طراحی مهر و موم شده ای استفاده می کند تا از ورود رطوبت خارجی، اکسیژن یا ناخالصی ها به روغن جلوگیری کند. خراب شدن روغن (مانند افزایش مقدار اسید یا رطوبت بیش از حد) به طور قابل توجهی عملکرد عایق را کاهش می دهد. بنابراین، مخزن باید مجهز به لوازم جانبی مانند تنفس و سطح روغن برای نظارت و حفظ کیفیت روغن در زمان واقعی باشد.
استاندارد مقاومت عایق: طبق استانداردهای ملی مانند GB/T 6451، ولتاژ شکست روغن ترانسفورماتور باید بیشتر یا برابر با 35 کیلو ولت/2.5 میلی متر باشد و طراحی مخزن روغن باید پایداری طولانی مدت کیفیت روغن را تضمین کند تا این نیاز عایق برآورده شود.
