Tanque de transformador sumergido en aceite

El tanque de aceite del transformador es el componente central de un transformador sumergido en aceite, que es un recipiente metálico resistente y sellado que contiene el núcleo de hierro y el devanado y está lleno de aceite del transformador. El aceite de transformador desempeña un papel en el aislamiento y la disipación de calor.

Sus funciones principales incluyen acomodar el aceite del transformador y el cuerpo principal, proporcionar aislamiento y disipar el calor mediante convección natural del aceite y aletas externas, tubos de calor o radiadores independientes. El diseño vertical del tanque de combustible ayuda a que el aceite forme convección a través de cambios de densidad, lo que mejora la eficiencia de disipación de calor.

Según diferentes estructuras y métodos de mantenimiento, los tanques de combustible se presentan principalmente en las siguientes formas:

Además de servir como contenedor, el depósito de combustible también cumple múltiples funciones clave y se consigue a través de diversos accesorios:

Funciones clave:

• Que contiene aceite y cuerpo del transformador: el tanque de aceite contiene componentes centrales, como núcleos y devanados de hierro, y está lleno de aceite de transformador para sumergir completamente estos componentes en el aceite;
• Proporcionar aislamiento: el rendimiento del aislamiento del aceite del transformador es mejor que el del aire, lo que puede aislar eficazmente los componentes de alto-voltaje de la carcasa de conexión a tierra y mejorar el nivel general de aislamiento;
• Disipación de calor y enfriamiento: el calor se transfiere a la pared de la caja o al radiador externo mediante la convección natural del aceite (calentamiento, enfriamiento) y luego se disipa en el aire. Los transformadores grandes también pueden equiparse con ventiladores o bombas de aceite para mejorar la refrigeración;
• Protección de sellado: evita la entrada de humedad, polvo y contaminantes, protege los materiales de aislamiento internos y extiende la vida útil del transformador;
• Soporte y protección: Como estructura mecánica, soporta componentes internos y resiste tensiones mecánicas externas;
• Regulación y protección de la presión: algunos tanques de combustible están equipados con dispositivos de liberación de presión para evitar daños causados ​​por un aumento repentino de presión en caso de fallas internas.

Adjuntos principales:

• Almohada de aceite (tanque de almacenamiento de aceite): ajuste la cantidad de aceite con los cambios de temperatura y carga, reduzca el contacto entre el aceite y el aire y retrase el deterioro de la calidad del aceite;
• Relé de gas (relé de gas): detecta el gas generado por fallas en el tanque de combustible, activa una alarma o dispara;
• Dispositivo de alivio de presión: alivie la presión cuando haya un aumento anormal en la presión interna para evitar que el tanque de combustible se rompa;
• Absorbedor de humedad: seca el aire que ingresa a la almohada de aceite para evitar que la humedad contamine el aceite del transformador;
• Disipador de calor/disipador de calor/tubo de calor: aumenta el área de disipación de calor y mejora la eficiencia de enfriamiento;
• Purificador de aceite: filtra las impurezas y la humedad del aceite para mantenerlo limpio;
• Vía aérea segura (tubo a prueba de explosiones-): se utilizan transformadores de gran capacidad para liberar presión en caso de fallas graves para evitar explosiones;
• Indicador de nivel de aceite: monitorea la altura del nivel de aceite para garantizar una operación segura;
• Terminal de conexión a tierra: se instala un terminal de conexión a tierra en la parte inferior del tanque de combustible y, por lo general, se requiere que la resistencia de conexión a tierra sea inferior o igual a 0,5 Ω para garantizar la seguridad.

El diseño del tanque de aceite debe considerar de manera integral factores como la resistencia mecánica, la eficiencia de disipación de calor y el costo de fabricación:

• Material: generalmente soldado a partir de placas de acero con bajo-carbono (como los grados Q235, Q345);
• Resistencia: El tanque de aceite debe tener suficiente resistencia mecánica para soportar la presión externa durante el llenado al vacío y la presión positiva interna que pueda ocurrir durante la operación. Especialmente para las partes salientes de alto voltaje-de transformadores de gran capacidad, se requiere verificación de resistencia y optimización estructural para evitar deformaciones o grietas bajo presión;
• Diseño de disipación de calor: el diseño vertical promueve la convección natural del aceite (el aceite caliente sube, el aceite frío se hunde) y la pared exterior está equipada con aletas de disipación de calor, tuberías de disipación de calor o estructuras corrugadas para aumentar el área de disipación de calor. Alternativamente, se puede utilizar un método de enfriamiento por circulación forzada de aceite para controlar el aumento de temperatura durante el funcionamiento del transformador.

La fuga de aceite es una de las fallas más comunes en los transformadores sumergidos en aceite y sus principales causas incluyen:

• Problema con los componentes de sellado: más del 95 % de las fugas son causadas por componentes de sellado, como envejecimiento, grietas, deformación o instalación incorrecta de los componentes de sellado;
• Defectos de soldadura: El tanque de combustible tiene soldaduras largas y múltiples puntos de soldadura, lo que puede provocar defectos de fabricación como porosidad, agujeros de arena, soldadura virtual y desprendimiento;
• Problemas estructurales: como superficies de conexión de bridas desiguales y mala calidad de las válvulas de mariposa.

Las medidas preventivas y de tratamiento incluyen: seleccionar sellos de caucho de nitrilo con buena resistencia al aceite, usar válvulas de mariposa excéntricas de vacío, estandarizar los procesos de soldadura e instalación y usar pegamento de sellado rápido.

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