Quali sono i componenti principali di un trasformatore in olio?
Nucleo:
Il nucleo è tipicamente realizzato in acciaio laminato e fornisce un percorso per il flusso magnetico. Migliora l'efficienza del trasferimento di energia tra gli avvolgimenti primari e secondari.
Avvolgimenti:
I trasformatori hanno due serie di avvolgimenti: primario e secondario. L'avvolgimento primario è collegato alla tensione di ingresso, mentre l'avvolgimento secondario è collegato al circuito di uscita. Questi avvolgimenti sono solitamente realizzati in rame o alluminio.
Materiale isolante:
I materiali isolanti vengono utilizzati per separare e isolare i componenti conduttivi, come gli avvolgimenti e il nucleo. Ciò è fondamentale per prevenire guasti elettrici e garantire il funzionamento sicuro del trasformatore.
Olio:
L'olio funge sia da mezzo di raffreddamento che da materiale isolante
trasformatore in olio . Aiuta a dissipare il calore generato durante il funzionamento e fornisce un ulteriore isolamento. L'olio funge anche da mezzo per estinguere gli archi elettrici in caso di guasto.
Cisterna:
Il serbatoio ospita il nucleo, gli avvolgimenti e l'olio. Tipicamente realizzato in acciaio, è sigillato per impedire l'ingresso di umidità e contaminanti. Il serbatoio fornisce supporto meccanico e protezione ai componenti del trasformatore.
Relè Buchholz:
Il relè Buchholz è un dispositivo di protezione installato nel circuito dell'olio. Rileva e risponde ai guasti interni, come il surriscaldamento o la presenza di gas generato da un guasto. Il relè può avviare un allarme o far scattare il trasformatore per evitare ulteriori danni.
Serbatoio conservatore:
Il serbatoio conservatore è un vaso di espansione collegato al serbatoio principale. Si adatta alle variazioni di volume dell'olio dovute alle variazioni di temperatura, contribuendo a mantenere una pressione interna stabile e prevenendo l'ingresso di umidità.
Tocca Cambia:
Alcuni trasformatori sono dotati di commutatori che consentono la regolazione del rapporto spire. Questa caratteristica consente la regolazione della tensione, garantendo un livello di tensione costante nell'avvolgimento secondario in condizioni di carico variabili.
Sfiato:
Lo sfiatatoio è un dispositivo collegato al serbatoio del conservatore, che impedisce all'umidità di entrare nel trasformatore. Solitamente contiene essiccanti per assorbire l'umidità dall'aria aspirata nel trasformatore durante l'espansione e la contrazione dell'olio.
Dispositivo di scarico della pressione:
Questo dispositivo è progettato per rilasciare la pressione in eccesso che potrebbe accumularsi all'interno del trasformatore in condizioni anomale. Aiuta a prevenire danni al trasformatore e al serbatoio.
In che modo l'olio funge da mezzo di raffreddamento nel trasformatore immerso nell'olio?
L'olio funge da mezzo di raffreddamento
trasformatore in olio attraverso una combinazione di conduzione, convezione e radiazione. Ecco una ripartizione di come avviene questo processo di raffreddamento:
Generazione di calore:
Durante il normale funzionamento di un trasformatore, si verificano perdite di energia elettrica dovute alla resistenza dei conduttori negli avvolgimenti e alle proprietà magnetiche del nucleo. Queste perdite si manifestano come calore.
Conduzione:
Il calore generato negli avvolgimenti e nel nucleo viene condotto all'olio isolante circostante. I trasformatori sono progettati con materiali che hanno una buona conduttività termica per facilitare un efficiente trasferimento di calore.
Convezione:
La convezione naturale è un meccanismo significativo per il raffreddamento nei trasformatori immersi in olio. Man mano che l'olio assorbe calore, diventa meno denso e sale, creando una circolazione naturale. L'olio riscaldato si muove verso l'alto e l'olio più freddo e denso dalle parti superiori del trasformatore scorre verso il basso per sostituirlo. Questo flusso convettivo aiuta a distribuire il calore all'interno del trasformatore.
Convezione forzata:
Nei trasformatori più grandi o sottoposti a carichi pesanti la convezione naturale potrebbe non essere sufficiente. La convezione forzata si ottiene utilizzando ventole di raffreddamento. Questi ventilatori sono posizionati strategicamente all'interno del trasformatore per migliorare la circolazione dell'olio. Sono spesso controllati da sensori di temperatura per attivarsi quando necessario.
Superfici di raffreddamento:
Le superfici esterne del serbatoio del trasformatore fungono da superfici di raffreddamento. Il calore viene trasferito dall'olio al serbatoio e da qui viene irradiato nell'ambiente circostante. Alcuni trasformatori dispongono di strutture di raffreddamento aggiuntive, come radiatori o alette, fissate al serbatoio per aumentare la superficie e garantire una migliore dissipazione del calore.
Serbatoio conservatore:
Molti
trasformatore in olio includere un serbatoio conservatore collegato al serbatoio principale. Il serbatoio del conservatore fornisce lo spazio per l'espansione e la contrazione dell'olio al variare della sua temperatura. Questa caratteristica aiuta a mantenere una pressione interna stabile e impedisce l'ingresso di umidità e aria nel trasformatore, garantendo un raffreddamento efficiente.
Radiazione:
Il calore viene dissipato anche per irraggiamento dalle superfici esterne della cassa del trasformatore. Ciò è particolarmente rilevante quando il trasformatore funziona a temperature elevate e la radiazione diventa un fattore più significativo nel processo di raffreddamento complessivo.