Краткое введение в трансформаторный расширитель

Расширительный бак — это маслонакопительное устройство, используемое в трансформаторе. Его функция заключается в расширении масла в баке при повышении температуры масла из-за увеличения нагрузки трансформатора. В это время в расширительный бак поступает слишком много масла. Напротив, при понижении температуры масло из расширительного бака снова поступает в бак, автоматически регулируя уровень масла, то есть расширительный бак выполняет функцию хранения и пополнения масла, обеспечивая его постоянное заполнение. Одновременно с этим, благодаря наличию расширительного бака, уменьшается площадь контакта трансформатора с воздухом, а влага, пыль и окисленные загрязнения масла, поглощенные из воздуха, оседают в фильтре на дне расширительного бака, что значительно замедляет скорость износа трансформаторного масла.

Конструкция маслорасширительного бака: основной корпус маслорасширительного бака представляет собой цилиндрический контейнер, сваренный из стальных пластин, и его объем составляет около 10% от объема масляного бака. Бак устанавливается горизонтально на верхней части масляного бака. Масло внутри соединено с баком трансформаторного масла через соединительную трубу газового реле, так что уровень масла может свободно повышаться и понижаться в зависимости от изменения температуры. В нормальных условиях самый низкий уровень масла в маслорасширительном баке должен быть выше уровня поднятого дна корпуса высокого давления. Для корпусов с соединенной конструкцией самый низкий уровень масла в маслорасширительном баке должен быть выше уровня верхней части корпуса. Сбоку маслорасширительного бака установлен стеклянный индикатор уровня масла (или масляный датчик) для наблюдения за изменением уровня масла в баке в любое время.

Форма трансформаторного расширителя
Существует три типа трансформаторных расширительных баков: гофрированный, капсульный и диафрагменный.
1. Масляный расширительный бак капсульного типа отделяет трансформаторное масло от внешней атмосферы с помощью резиновых капсул внутри, обеспечивая трансформаторному маслу пространство для теплового расширения и сжатия при низких температурах.

2. Для отделения трансформаторного масла от внешней атмосферы используется диафрагменный расширительный бак с резиновой диафрагмой, обеспечивающий пространство для теплового расширения и холодного сжатия трансформаторного масла.

3. Гофрированный маслорасширитель представляет собой металлический расширитель, состоящий из гофрированных металлических листов, предназначенный для отделения трансформаторного масла от внешней атмосферы и обеспечения пространства для теплового расширения и холодного сжатия трансформаторного масла. Гофрированные маслорасширители делятся на внутренние и внешние. Внутренние маслорасширители обладают лучшими характеристиками, но имеют больший объем.

Герметизация трансформаторного расширительного бака
Первый тип — это открытый (негерметичный) маслораспределительный бак, в котором трансформаторное масло напрямую соединено с наружным воздухом. Второй тип — это капсульный маслораспределительный бак, использование которого постепенно сокращается из-за его старения, растрескивания и плохой герметичности. Третий тип — это диафрагменный маслораспределительный бак, изготовленный из двух слоев нейлоновой ткани толщиной 0,26–0,35 ралл, с неопреновым наполнителем посередине и цианобутадиеновым покрытием снаружи. Однако к качеству монтажа и процессу технического обслуживания предъявляются более высокие требования, а его эксплуатационные характеристики не идеальны, главным образом из-за утечек масла и износа резиновых деталей, что влияет на безопасность, надежность и качество энергоснабжения. Поэтому его использование также постепенно сокращается. Четвертый тип — это маслораспределительный бак, использующий металлические эластичные элементы в качестве компенсаторов, который можно разделить на две категории: с внешним и внутренним масляным наполнением. В вертикальном маслораспределительном баке с внутренним масляным наполнением в качестве емкости для масла используются гофрированные трубы. В зависимости от количества компенсируемого масла, для прокладки маслопроводов на шасси параллельно и вертикально используются одна или несколько гофрированных труб. Снаружи устанавливается пылезащитный кожух. Компенсация объема изоляционного масла осуществляется путем перемещения гофрированных труб вверх и вниз. Конструкция, как правило, прямоугольная. Внешний горизонтальный маслорасширительный бак размещается горизонтально внутри цилиндра маслорасширительного бака, при этом сильфон служит воздушной подушкой. Изоляционное масло находится между внешней стороной сильфона и цилиндром, а воздух в сильфоне сообщается с внешней средой. Внутренний объем маслорасширительного бака изменяется за счет расширения и сжатия сильфона для обеспечения компенсации объема изоляционного масла. Внешняя форма – горизонтальный цилиндр.

1. Наиболее оригинальным является маслорасширительный бак открытого типа или маслобак малой емкости для низковольтных трансформаторов, то есть в качестве маслорасширительного бака используется емкость, соединенная с наружным воздухом. Из-за негерметичности изоляционное масло легко окисляется и подвергается воздействию влаги. После длительной эксплуатации качество трансформаторного масла ухудшается из-за насыщения кислородом, а содержание микроэлементов воды и воздуха в испорченном трансформаторном масле значительно превышает нормы, что представляет серьезную угрозу для безопасной, экономичной и надежной работы трансформатора, серьезно снижая безопасность трансформатора и срок службы изоляционного масла. В настоящее время этот тип маслорасширительных баков практически исчез, он редко встречается на рынке или используется только для трансформаторов с более низким напряжением.

2. Масляный расширитель капсульного типа. Масляный расширитель капсульного типа представляет собой маслостойкий нейлоновый капсульный мешок, устанавливаемый внутри традиционного маслорасширительного бака. Он изолирует трансформаторное масло в корпусе трансформатора от воздуха: при повышении и понижении температуры масла в нем происходит «дыхание», и при изменении объема масла образуется достаточное пространство. Принцип его работы заключается в том, что газ из капсульного мешка сообщается с атмосферой через вентиляционную трубку и влагопоглотитель. Дно капсульного мешка находится близко к уровню масла в маслорасширительном баке. При изменении уровня масла капсульный мешок также расширяется или сжимается: поскольку резиновый мешок может потрескаться из-за проблем с материалом, воздух и вода проникают в масло и попадают в маслобак трансформатора, что приводит к увеличению содержания воды в масле, снижению изоляционных свойств и увеличению диэлектрических потерь масла, что ускоряет процесс старения изоляционного масла: поэтому необходимо заменять силиконовые резиновые уплотнители трансформатора. В случае необходимости очистки трансформатора требуется принудительное фильтрование масла или отключение питания для проведения технического обслуживания.

3. Изолированный диафрагменный маслорасширитель решает некоторые проблемы капсульного типа, но проблему качества резинового материала трудно решить, поэтому в процессе эксплуатации могут возникать проблемы с качеством, что представляет угрозу для безопасной работы. Силовые трансформаторыТехнология, используемая в гофрированных металлических (внутренних масляных) маслорасширительных баках, является зрелой. Расширение и усовершенствование технологии эластичных элементов — расширителей из листового металла для трансформаторов, широко используемых в энергосистемах более 20 лет, также заключается в заполнении эластичного элемента трансформаторным маслом, позволяя его сердечнику расширяться и сжиматься вверх и вниз для компенсации количества масла. Внутренний маслорасширительный бак представляет собой двухгофрированный сердечник (1 CR18NIGTI), состоящий из вакуумной вытяжной трубы, маслозаливной трубы, индикатора уровня масла, гибкой соединительной трубы и опоры корпуса. Он изготовлен из нержавеющей стали, обладающей коррозионной стойкостью к атмосферным воздействиям и высокой термостойкостью, что обеспечивает срок службы более 20 000 циклов работы. Сердечник перемещается вверх и вниз в зависимости от изменения температуры трансформаторного масла и автоматически компенсирует изменение объема трансформаторного масла.

(1) Во внутренней полости сердечника установлен демпфер устройства защиты от давления, который может замедлить удар по маслохранилищу, вызванный внезапным повышением давления масла в трансформаторе. При достижении предела давления в сердечнике он разрушится, а корпус трансформатора будет защищен предохранительным клапаном, что повысит надежность работы трансформатора. Эта функция недоступна в других расширительных баках.

(2) Сердечник состоит из одного или нескольких сердечников, имеющих защитную внешнюю оболочку. Внешняя сторона сердечника соединена с атмосферой, что обеспечивает хорошее рассеивание тепла и вентиляцию, ускоряет циркуляцию трансформаторного масла, снижает температуру масла в трансформаторе и повышает надежность работы трансформатора.

(3) Индикация уровня масла аналогична индикации на листовом металлическом расширителе трансформатора. При расширении и сжатии сердечника индикаторная плата также поднимается или опускается вместе с сердечником. Чувствительность высокая, а изменение уровня масла можно наблюдать через смотровое окно, установленное на внешней защитной крышке, что интуитивно понятно и надежно. На внешней защитной крышке установлены сигнальное устройство и переключатель диапазона для контроля уровня масла, что позволяет обеспечить работу без присмотра.

(4) Отсутствует явление ложного уровня масла: различные типы маслорасширительных бачков, находящиеся в эксплуатации, не могут полностью удалить воздух, что может привести к ложному уровню масла. Во-вторых, технология обладает высокой чувствительностью благодаря тому, что сердечник телескопически перемещается вверх и вниз. Кроме того, в сердечнике имеется балансировочная стальная пластина, которая создает микроположительное давление, благодаря чему воздух в сердечнике плавно удаляется до тех пор, пока он полностью не выйдет и не будет достигнут требуемый уровень масла, тем самым исключая ложный уровень масла.

(5) В маслораспределительном баке с переключателем ответвлений под нагрузкой не следует использовать металлический гофрированный расширитель в качестве важного компонента трансформатора. Во время его работы необходимо регулярно регулировать напряжение в соответствии с условиями нагрузки. Во-вторых, поскольку во время регулировки неизбежно возникает дуга и образуется определенное количество газа, что ограничено объемом полностью герметичного металлического гофрированного расширителя, что не способствует удалению газа, образующегося при разложении масла, необходимо часто отправлять людей на место для отвода газа. Ни производитель, ни пользователь не рекомендуют использовать полностью герметичный металлический гофрированный расширитель в малогабаритном маслораспределительном баке с переключателем ответвлений под нагрузкой: