Wat zijn vloeistof-ondergedompelde transformatoren?
Vloeistof-ondergedompelde transformatoren worden al vele jaren gebruikt en zijn het voorkeurstransformatortype voor veel toepassingen. De belangrijkste voordelen van vloeistof-ondergedompelde transformatoren zijn hun hoge efficiëntie en lage verliezen. Bovendien bieden vloeistof-ondergedompelde transformatoren uitstekende betrouwbaarheid en weinig onderhoud. Er zijn twee hoofdtypen vloeistof-ondergedompelde transformatoren:
- Hermetisch
- Conservator
Dit artikel bespreekt hermetische transformatoren in detail, zie ons conservator transformator artikel om meer te leren over dit type eenheid.
Gemonteerde Elektrische Transformatoren
Hermetisch Afgesloten Transformatoren
Een hermetische transformator is een transformator die hermetisch afgesloten is en gevuld is met een dielectric vloeistof zoals minerale olie, siliconenolie of synthetische olie. Ze worden gebruikt in verschillende toepassingen waar het noodzakelijk is om te voorkomen dat vocht, zuurstof of andere verontreinigingen de transformator tank binnendringen en de isolatieolie (dielectric vloeistof) verontreinigen; dit resulteert in een langere levensduur van de transformator en verbeterde betrouwbaarheid. Hermetische transformatoren kunnen zowel luchtgekoeld als vloeistofgekoeld zijn en worden vaak gebruikt in toepassingen waar de transformator in een gevaarlijke omgeving moet werken. In tegenstelling tot conservator type transformatoren hebben hermetische transformatoren geen expansietank en ze kunnen al dan niet uitgerust zijn met een drukontlastingsapparaat.
Hermetische transformatorontwerpen bieden uitstekende koelprestaties. De isolatieolie zorgt voor efficiënte koeling van de transformatorwikkelingen en kern, wat helpt om thermische verliezen te verminderen en de levensduur van de transformator te verlengen. Meer dan 95% van de vloeistof-ondergedompelde transformatoren gebruikt minerale olie als dielectric isolatievloeistof.
Geniet je van dit artikel? Zorg er dan voor dat je onze Elektrische Transformatoren Videocursus bekijkt. De cursus bevat meer dan twee uur video, een quiz, en je ontvangt een certificaat van voltooiing wanneer je de cursus afrondt. Geniet ervan!
Hermetisch Ontwerp
In de elektrotechniek is een hermetisch ontwerp het proces van het ontwerpen van apparaten en systemen die bestand zijn tegen externe elementen zoals stof, waterdamp en andere luchtverontreinigingen. De term "hermetisch" komt van het Griekse woord voor "afgesloten". Hermetische apparaten worden meestal gebruikt in kritieke toepassingen waar betrouwbaarheid van het grootste belang is, zoals in de lucht- en ruimtevaart en medische apparatuur. Het hermetische ontwerp omvat het creëren van een barrière tussen het apparaat en zijn omgeving, meestal door gebruik te maken van een afdichtmiddel of pakking. Deze barrière kan vele vormen aannemen, maar moet sterk genoeg zijn om de krachten van de natuur te weerstaan en te voorkomen dat ongewenste elementen het apparaat binnendringen. Hermetisch ontwerp is een essentieel onderdeel van veel transformatorontwerpen, omdat het helpt ervoor te zorgen dat de transformator goed blijft functioneren, zelfs onder zware omstandigheden.
Verschillende soorten oliën gebruikt in hermetisch afgesloten transformatoren
Het type olie dat wordt gebruikt kan een aanzienlijke invloed hebben op de prestaties, levensduur en betrouwbaarheid van de transformator. Er zijn vier hoofdtypen oliën die worden gebruikt bij hermetisch afgesloten transformatoren:
- Minerale olie - het meest voorkomende type transformatorolie. Het is een zeer effectieve dielectric en heeft uitstekende thermische eigenschappen.
- Siliconenolie - ook een populaire keuze voor hermetisch afgesloten transformatoren. Het heeft zeer goede dielectric eigenschappen en kan extreme temperaturen weerstaan. Het is relatief duur.
- Natuurlijke esters - een andere optie voor hermetisch afgesloten transformatoren. Ze hebben uitstekende thermische stabiliteit en zijn milieuvriendelijk.
- Synthetische esters - het duurste type transformatorolie, maar bieden de beste prestaties op het gebied van dielectric sterkte en thermische stabiliteit.
Het type olie dat wordt gebruikt in een hermetisch afgesloten transformator is belangrijk om te overwegen bij het selecteren van een transformator voor toepassingen in de stroomverdeling, omdat het de elektrische eigenschappen zal beïnvloeden. Elk type olie heeft zijn eigen voor- en nadelen en deze moeten worden overwogen.
Hoe Vloeistof Ondergedompelde Transformatoren Werken
Vloeistof ondergedompelde transformatoren gebruiken een vloeibaar medium, meestal olie, voor koeling en isolatie. De wikkelingen en kern zijn ondergedompeld in de vloeistof, die zowel mechanische ondersteuning als elektrische isolatie biedt. De vloeistof helpt ook om warmte af te voeren, waardoor onderdompelingstransformatoren ideaal zijn voor gebruik in hoogvermogen toepassingen. Transformatoren hebben meestal twee of meer wikkelingen, die geleiders zijn die inductief met elkaar zijn gekoppeld (elektromagnetische inductie). Dit stelt de transformator in staat om energie van het ene circuit naar het andere over te dragen zonder de twee circuits fysiek te verbinden. Wanneer gebruikt in een onderdompelingstransformator, worden de wikkelingen rond een centrale kern gewikkeld, die is gemaakt van een materiaal met hoge magnetische permeabiliteit (stalen lamineringen); dit verhoogt het vermogen van de transformator om energie op te slaan in zijn magnetisch veld, waardoor het efficiënter wordt. Transformatorwikkelingen worden meestal vervaardigd van koper of aluminium (aluminium is goedkoper, maar vereist meer ruimte omdat de geleidbaarheid lager is dan die van koper).
Voordelen en nadelen van hermetisch vloeistof ondergedompelde transformatoren
Hermetische transformatoren zijn bijna onderhoudsvrij omdat er geen mogelijkheden zijn voor vocht of andere verontreinigingen om de eenheid binnen te dringen en corrosie of olieverontreiniging te veroorzaken. Onderhoudskosten zijn laag, terwijl de levensduur van een hermetische transformator vrij lang kan zijn (>20 jaar). Hermetische transformatoren zijn efficiënt, compact en zeer betrouwbaar.
Hoewel hermetische transformatoren veel voordelen bieden, hebben ze ook enkele nadelen. Hermetische eenheden zijn niet zo gemakkelijk te repareren als conservator type eenheden omdat ze afgesloten zijn. Het verbreken van de afdichting van een hermetische transformator is onverstandig, omdat de eenheden nooit echt opnieuw kunnen worden afgesloten zonder aanzienlijke inspanning. Olieanalyse van een hermetische transformator is niet mogelijk tenzij de afdichting wordt verbroken (om een olie monster te verkrijgen), wat betekent dat er minder conditiebewakingstechnieken beschikbaar zijn voor gebruik met dit type eenheid.
Factoren om te overwegen bij het specificeren van hermetisch afgesloten transformatoren
Wanneer hermetisch afgesloten transformatoren vereist zijn, zijn er verschillende factoren om te overwegen om ervoor te zorgen dat de juiste transformator wordt geselecteerd voor de juiste toepassing. De hermetische afdichting voorkomt dat zuurstof, stikstof en andere gassen de transformatorbehuizing binnendringen of verlaten, en wordt gehandhaafd door lassen, hardsolderen of solderen van de transformator tank en componenten. De volgende factoren moeten worden overwogen bij het specificeren van een hermetisch afgesloten transformator:
- Omgeving - hermetisch afgesloten transformatoren kunnen zowel binnen als buiten worden gebruikt. Overwegingen voor extreme temperaturen, vochtigheid, hoogte en vervuilingsniveaus moeten in aanmerking worden genomen bij het selecteren van een hermetisch afgesloten transformator.
- Temperatuur - de minimale en maximale bedrijfstemperaturen moeten binnen het gespecificeerde bereik van de transformator vallen.
- Belasting - de belasting moet binnen de gespecificeerde capaciteit van de transformator vallen.
- Spanning - de in- en uitgangsspanningen moeten binnen het gespecificeerde bereik van de transformator vallen.
- Frequentie - de in- en uitgangsfrequenties moeten binnen het gespecificeerde bereik van de transformator vallen.
- Vermogen - de in- en uitgangsvermogen moet binnen het gespecificeerde bereik van de transformator vallen. Elektrisch vermogen wordt uitgedrukt in VA, kVA of MVA.
- Efficiëntie - de minimale acceptabele efficiëntie moet voldoen aan of hoger zijn dan de vereiste efficiëntie van de toepassing.
Overwegingen bij het installeren van een hermetisch afgesloten transformator
Hermetisch afgesloten transformatoren zijn ontworpen om extreme temperaturen en vochtigheid te weerstaan, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik in zware omgevingen. Echter, hermetische transformatoren vereisen onderhoud om ze goed te laten functioneren. De belangrijkste onderhoudstaak is om regelmatig de afdichtingen en pakkingen te controleren op lekken of schade. Deze afdichtingen zorgen ervoor dat de transformator hermetisch blijft, dus het is van vitaal belang dat ze intact blijven. Daarnaast moeten de elektrische verbindingen worden gecontroleerd op tekenen van corrosie of losse verbindingen. Infrarood thermografische inspecties zijn nuttig voor het identificeren van losse elektrische verbindingen, en deze kunnen worden uitgevoerd wanneer de eenheid in bedrijf is.
Een andere essentiële onderhoudstaak is om regelmatig het oliepeil van de transformator te controleren. Hermetisch afgesloten transformatoren vertrouwen op een isolerende vloeistof voor koeling en isolatie. Als het oliepeil te laag wordt, kan dit leiden tot oververhitting en/of isolatiebreuk met resulterende elektrische storingen, die allemaal de transformator zullen beschadigen. Een visuele controle op olielekken is meestal voldoende om ervoor te zorgen dat het oliepeil niet daalt.
Het is belangrijk om hermetisch afgesloten transformatoren schoon te houden. Na verloop van tijd kunnen stof en vuil zich ophopen op de buitenkant van de transformatoronderdelen en tank. Deze verontreinigingen kunnen uiteindelijk hun weg vinden naar afdichtingen en afdichtingsproblemen veroorzaken. Elektrische doorvoeringen moeten schoon worden gehouden om de kans op doorslag of elektrische kruip te verminderen.
Hermetische Transformatorfabrikanten
Hermetische transformatoren worden vervaardigd door veel bedrijven, en elk heeft zijn eigen sterke en zwakke punten. Enkele van de grootste fabrikanten zijn General Electric, ABB, Trafo Union en Siemens.
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Introductie tot Elektrische Transformatoren
Hoe Elektrische Transformatoren Werken
Gezondheidsbeoordeling van Elektrische Transformatoren
Hoe Elektrische Doorvoeringen Werken
Waarom Worden Transformatoren Gekwalificeerd in VA en Niet in W?
Aanvullende Bronnen
https://en.wikipedia.org/wiki/Transformer_oil
https://faradypowertransformer.wordpress.com/tag/oil-immersed-transformer