Sıvıya daldırılmış transformatör nedir?

Sıvıya daldırılmış bir transformatör, çekirdeği ve sargıları dielektrik bir sıvıya (genellikle mineral yağ veya sentetik esterler) batırılmış bir güç transformatörüdür. Sıvı iki kritik işlevi yerine getirir: Canlı bileşenler arasındaki elektrik yalıtımı ve sarımlardan ve çekirdekten uzağa ısı transferi. Bu transformatörler, kompakt boyut, güvenilir soğutma ve kanıtlanmış uzun vadeli performansın gerekli olduğu dağıtım ve güç sistemi uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sıvı türleri ve transformatör kategorileri

Sıvıya daldırılmış transformatörler, hem kullanılan izolasyon sıvısına hem de transformatörün yapısına göre sınıflandırılır. Sıvı seçimi yanıcılığı, biyolojik olarak parçalanabilirliği, termal performansı ve bakım gereksinimlerini etkiler.

Yaygın yalıtım sıvıları

• Madeni yağ – tarihin en yüksek kullanımı; mükemmel dielektrik özellikler; yanıcı; yağ muhafazası ve sızıntı kontrolü gerektirir.
• Bitkisel/sentetik esterler — biyolojik olarak parçalanabilir, daha yüksek parlama noktası, daha iyi yangın performansı; kağıt yalıtım ömrünü uzatabilir.
• Silikon sıvıları ve diğer sentetikler — performansın sıcaklığa karşı veya yanmazlığın öncelikli olduğu özel uygulamalarda kullanılır.

Trafo inşaatı kategorileri

• Hermetik olarak kapatılmış, yağla doldurulmuş transformatörler — nem girişini en aza indirecek ve bakımı azaltacak şekilde tasarlanmıştır.
• Koruyucu (havalandırma) tipi — genleşme ve nem kontrolü için bir yağ koruyucu ve silika jel havalandırma içerir.
• Daha yüksek yük veya sıcaklık stabilitesi için cebri yağ veya cebri hava soğutmalı dalgıç transformatörler.

İnşaat ve temel bileşenler

Sıvıya daldırılmış bir transformatör, mekanik, elektrik ve akışkan sistemlerini entegre eder. Bu bileşenlerin anlaşılması bakım planlamasına ve arıza teşhisine yardımcı olur.

Çekirdek, sargılar ve tank

Lamine çelik çekirdek manyetik yolu sağlar; sargılar (bakır veya alüminyum) sarılır ve yalıtılır, daha sonra yalıtkan sıvıyı tutan çelik bir tankın içinde fiziksel olarak desteklenir. Uygun mekanik destek, kısa devre kuvvetleri altında titreşimleri ve yer değiştirmeyi sınırlar.

Yalıtım sistemi ve aksesuarları

Yalıtım kağıdı/baskı levhası sıvıyla birleşerek dielektrik sistemi oluşturur. Aksesuarlar arasında burçlar, musluklar/OLTC (yük altında kademe değiştirici) veya yük altında kademe değiştirici, koruyucu veya genleşme odası, silika jel havalandırma, termometre, basınç tahliye cihazı ve yağ seviyesi göstergeleri bulunur.

Sıvıya daldırılmış bir transformatör nasıl çalışır?

Çalışma elektromanyetik prensipleri takip eder: birincildeki alternatif voltaj, çekirdekte zamanla değişen bir manyetik akı yaratır; bu akı ikincilde dönüş oranıyla orantılı bir voltajı indükler. Kayıplar (çekirdek ve bakır) ısı üretir; Sıvı ısıyı emer ve bunu tank yüzeyine aktarır, burada ortam havasına dağılır veya radyatörler ve fanlar aracılığıyla soğutulur.

Avantajlar ve sınırlamalar

Avantajları

• Mükemmel soğutma — sıvı, ısıyı havadan daha etkili bir şekilde sargılardan uzaklaştırarak belirli bir boyut için daha yüksek yük kapasitesi sağlar.
• Doğru şekilde bakımı yapıldığında kanıtlanmış güvenilirlik ve uzun hizmet ömrü.
• Orta ve büyük değerler için benzer kuru tiplere göre daha düşük gürültü ve kompakt ayak izi.

Sınırlamalar ve riskler

• Mineral yağda yangın riski — hassas bölgelerde yangından korunma, aralık bırakma veya daha az yanıcı sıvıların kullanılmasını gerektirir.
• Petrol sızıntılarından kaynaklanan potansiyel çevresel etki — birçok yargı bölgesinde çevreleme ve sızıntıya müdahale zorunludur.
• Havalandırma delikleri ve contalar yetersizse zamanla nem girişi kağıt yalıtımını bozabilir.

Uygulamalar ve tipik derecelendirmeler

Sıvıya daldırılmış transformatörler geniş bir yelpazeyi kapsar: direğe monteli dağıtım transformatörleri (kVA aralığı), yer altı dağıtımı için ped monteli transformatörler, trafo merkezi güç transformatörleri (MVA aralığı) ve endüstri ve yenilenebilir kaynaklar için özel üniteler. Seçim sistem voltajına, kısa devre seviyesine, yük profiline ve saha kısıtlamalarına bağlıdır.

Kurulum ve saha gereksinimleri

Temel ve aralık

Transformatörün ağırlığına ve sismik yüklere uygun boyutta, düz ve sağlam bir temel üzerine monte edin. Yerel elektrik kanunlarına göre soğutma, bakım erişimi ve güvenlik için minimum açıklıklar sağlayın. Gerektiğinde uygun topraklama ve yıldırımdan korunma sağlayın.

Petrolün tutulması ve çevre

Madeni yağın kullanıldığı yerlerde, düzenleyici çerçeveler genellikle ikincil muhafazayı (seddeler, beton yastıklar) ve sızıntıya müdahale planlarını gerektirir. Hassas alanlar için, düzenleme yükünü azaltmak amacıyla daha az yanıcı, biyolojik olarak parçalanabilen sıvıları düşünün.

Bakım, izleme ve test

Proaktif bakım transformatör ömrünü uzatır ve plansız kesintileri önler. Görsel inceleme, sıvı testi ve elektrik testinin birleşimi en iyi sonuçları verir.

Rutin görevler

• Sızıntı, korozyon ve yağ seviyesi açısından görsel inceleme.
• Nem girişini kontrol etmek için silika jel havalandırmanın değiştirilmesi veya yenilenmesi.
• Sıcak noktaları tespit etmek için burçların, radyatörlerin ve bağlantıların termal taraması.

Teşhis testleri

• Çözünmüş Gaz Analizi (DGA) — arklanma, aşırı ısınma ve kısmi boşalma gibi yeni başlayan arızaları tanımlar.
• Yağ dielektrik dayanımı (BDV), su içeriği, asitlik ve arayüzey gerilimi testleri.
• Dönüş oranı testi, sargı direnci, izolasyon güç faktörü (tan delta) ve tarama frekansı tepki analizi (SFRA).

Yaygın arızaların giderilmesi

Yaygın transformatör sorunları arasında aşırı ısınma, sızıntı, burç arızası ve dahili arklanma yer alır. Sistematik sorun giderme, temel nedenleri belirlemek ve eyleme öncelik vermek için operasyonel geçmişi, DGA modellerini, termal görüntülemeyi ve elektrik testlerini birleştirir.

Seçim kriterleri ve karşılaştırma

Doğru sıvıya daldırılmış transformatörün seçilmesi, yük özelliklerinin, saha kısıtlamalarının, çevresel kuralların ve bakım dahil toplam sahip olma maliyetinin değerlendirilmesini gerektirir.

Güvenlik, düzenlemeler ve çevresel hususlar

Kullanılmış transformatör yağının ikincil muhafazası ve imhası ile ilgili yerel elektrik kanunlarına, yangın yönetmeliklerine ve çevre kurallarına uyun. Nüfusun yoğun olduğu veya çevresel açıdan hassas bölgelerdeki kurulumlar için, düşük yanıcı sıvılar kullanın ve dökülmeyi önleyin. Bakım yaparken personelin kilitleme/etiketleme, sıcak çalışma ve kapalı alan prosedürlerini takip etmesini sağlayın.

Hizmet ömrü ve değiştirme planlaması

Tipik servis ömrü yükleme, soğutma, bakım ve sıvı durumuna bağlı olarak 25 ila 40 yıl arasında değişir. Kullanım ömrünün sonunu tahmin etmek için DGA trendini, yalıtım güç faktörünü ve yağ kalitesini kullanın. Sistemin aksama süresini ve maliyetli acil durum değişimlerini önlemek için, büyük bir arıza yaşanmadan önce değişim işlemini iyi planlayın.

Operatörler ve mühendisler için pratik ipuçları

• Rutin bir izleme programı oluşturun: düzenli aralıklarla görsel, termal taramalar, yağ numunesi alma ve DGA.
• Kronik aşırı yüklemeyi tespit etmek için yükleme geçmişini ve termal performansı belgeleyin.
• Nüfusun yoğun olduğu bölgelerde daha yüksek yangın güvenliği için ester sıvılarına geçmeyi düşünün.
• Şüphe duyduğunuzda, DGA yorumu ve önemli müdahaleler için transformatör üreticilerine ve akredite test laboratuvarlarına danışın.

Sık sorulan sorular

Mevcut bir transformatörde mineral yağı esterle değiştirebilir miyim?

Bazen evet, ancak dönüşüm uyumluluk kontrolleri gerektirir: contalar, contalar, boya ve kağıt yalıtımı farklı tepki verebilir. Sıvı değişiminden önce laboratuvar testleri ve satıcı onayı gereklidir.

DGA'yı ne sıklıkla yapmalıyım?

Frekans kritikliğe bağlıdır: yüksek öneme sahip transformatörler genellikle üç aylık veya aylık DGA'ya sahipken, daha düşük riskli birimler yıllık olarak örneklenebilir. Herhangi bir anormal olaydan sonra (arıza, aşırı yük, yıldırım) hemen numune alın.

Bir transformatör ne zaman kullanım ömrünün sonu olarak kabul edilir?

Yalıtım testleri ilerleyen bozulma gösterdiğinde, DGA geri dönüşü olmayan dahili arızalar gösterdiğinde, onarım maliyetleri değiştirme maliyetini aştığında veya operasyonel güvenilirlik tehlikeye girdiğinde değiştirmeyi düşünün.

Sıvıya daldırılmış transformatörler, termal performansları ve maliyet verimlilikleri nedeniyle elektrik dağıtımının temel taşı olmaya devam etmektedir. Doğru sıvı seçimi, kurulumu, proaktif izleme ve güvenlik ve çevre düzenlemelerine bağlılık, güvenilirliği en üst düzeye çıkaracak ve riski en aza indirecektir.