معرفی دقیق اجزای ترانسفورماتورهای روغنی

اجزای اصلی ترانسفورماتورهای روغنی

1. هسته (ترانسفورماتور یا الکترومغناطیس)

هسته مهم‌ترین بخش مدار معادل در ترانسفورماتورهای روغنی است. این هسته عموماً از فولاد یا هسته‌های مغناطیسی اکسید آهن نورد شده گرم یا سرد با درصد سیلیکون حدود 5٪ و ضخامت 0.35 یا 0.5 میلی‌متر تشکیل شده که سطح آن‌ها با رنگ ضد خوردگی پوشانده شده است. این هسته‌ها با قرار دادن ورق‌های مغناطیسی حاوی سیلیکون یا اکسید آهن روی هم سرهم می‌شوند. هسته به دو بخش ستون هسته و یوک تقسیم می‌شود. ستون هسته مجهز به سیم‌پیچ‌ها است و وظیفه یوک بسته شدن مدار معادل است. فرم‌های اساسی ساختار هسته، نوع قلبی یا نوع پوسته‌ای است.

2. سیم‌پیچ

سیم‌پیچ بخشی از مدار ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن است. این سیم‌پیچ معمولاً با پیچاندن سیم مسی تخت یا سیم مفتول گرد مسی عایق‌بندی‌شده روی یک قالب سیم‌پیچی ساخته می‌شود. کلاف سیم‌پیچ روی ستون هسته آهنی ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن قرار می‌گیرد. سیم‌پیچ فشار ضعیف در لایه داخلی و سیم‌پیچ فشار قوی روی لایه سطحی سیم‌پیچ فشار ضعیف قرار دارد. بین سیم‌پیچ فشار ضعیف و هسته آهنی و همچنین بین سیم‌پیچ فشار قوی و سیم‌پیچ فشار ضعیف، درپوش‌های رزوه‌دار از جنس مواد عایق برای جداسازی استفاده می‌شوند که این امر به عایق‌بندی کمک می‌کند.

3. روغن ترانسفورماتور

ترکیب روغن ترانسفورماتور در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن بسیار پیچیده است. این روغن عموماً از سیکلوآلکان‌ها، اتان و هیدروکربن‌های آलیفاتیک تشکیل شده است. در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن که در تجهیزات توزیع برق استفاده می‌شوند، روغن موجود در ترانسفورماتور دو نقش کلیدی دارد: اول اینکه به عنوان لایه عایق بین سیم‌پیچ‌ها و هسته، همچنین بین سیم‌پیچ‌ها و هسته آهنی و در داخل مخزن روغن عمل می‌کند. دوم اینکه هنگامی که روغن گرم می‌شود، باعث جابجایی حرارتی می‌شود که به انتقال گرما به هسته آهنی و سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور کمک می‌کند. انواع متداول روغن ترانسفورماتورهای غوطه‌ور عبارتند از اندازه‌های 10#، 25# یا 45#. این مدل نشان‌دهنده دمایی است که در آن روغن شروع به انجماد می‌کند وقتی دمای محیط به صفر درجه سانتی‌گراد می‌رسد. برای مثال، روغن "25#" به این معناست که این نوع روغن در دمای 25- درجه سانتی‌گراد شروع به انجماد می‌کند. انتخاب روغن باید بر اساس شرایط طبیعی محلی انجام شود.

4. مخزن روغن

مخزن روغن روی درپوش مخزن روغن موتور نصب شده است. حجم مخزن روغن حدوداً ۱۰٪ از وزن مخزن روغن موتور است. لولهای ارتباطی بین مخزن روغن و مخزن روغن موتور وجود دارد. هنگامی که حجم ترانسفورماتور غوطهور در روغن با تغییر دمای مایع منبسط یا منقبض میشود، مخزن روغن به عنوان مخزن ذخیره روغن و برای تکمیل روغن عمل میکند و اطمینان حاصل میشود که هسته و سیمپیچها در روغن غوطهور هستند؛ و با توجه به نصب مخزن روغن، سطح تماس بین روغن و هوا کاهش مییابد و در نتیجه نرخ بدتر شدن روغن کاهش مییابد.

در سمت مخزن روغن، نشانگر سطح روغن قرار دارد. در نزدیکی لوله شیشه‌ای، خطوط مرجع ارتفاع نسبی سطح روغن در دمای -30℃، +20℃ و +40℃ وجود دارند که ارتفاع نسبی سطح روغن را برای یک ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن که استفاده نشده باشد مشخص می‌کنند؛ این خطوط مرجع به‌طور مؤثر می‌توانند نشان دهند که آیا در شرایط مختلف عملکرد ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن، روغن باقی‌مانده کافی وجود دارد یا خیر.

سوراخ‌های تنفسی در مخزن روغن به منظور ایجاد ارتباط فضای بالایی مخزن روغن با جو استفاده می‌شوند. هنگامی که روغن موجود در ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن به دلیل حرارت منبسط یا منقبض می‌شود، گاز موجود در قسمت بالایی مخزن روغن می‌تواند از طریق سوراخ‌های تنفسی وارد یا خارج شود و باعث افزایش یا کاهش سطح روغن شود و بدین ترتیب از تغییر شکل یا حتی آسیب دیدن مخزن روغن جلوگیری شود.

5. لوله عایق

این تجهیز یک لایه عایق مهم در جعبه ترانسفورماتور روغنی است. اکثر ترانسفورماتورهای روغنی از لوله‌های عایق سرامیکی برای عایق‌بندی استفاده می‌کنند. از طریق لوله‌های عایق فشار قوی و فشار ضعیف، سیم‌پیچ‌های فشار قوی و فشار ضعیف ترانسفورماتور روغنی از داخل مخزن روغن به بیرون آن متصل می‌شوند و این امر باعث عایق‌بندی ولتاژ سیم‌پیچ نسبت به زمین (پوسته و هسته) در ترانسفورماتور روغنی می‌گردد. علاوه بر این، این قطعه عنصر اصلی برای اتصال سیم‌های ثابت به مدار خارجی است. غلاف سرامیکی فشار قوی بلندتر و بزرگ‌تر است، در حالی که غلاف سرامیکی فشار ضعیف نسبتاً کوتاه‌تر است.

6. تقسیم تپ‌ها

در ترانسفورماتورهای روغنی، با تغییر دستگاه تپ سیم‌پیچی فشار بالا و تنظیم موقعیت تپ، می‌توان تعداد دورهای یک بخش از سیم‌پیچی اولیه را افزایش یا کاهش داد و بدین ترتیب نسبت ولتاژ را تغییر داده و تنظیم ولتاژ را انجام داد. ترانسفورماتورهای روغنی که از مدار خارج شده و از شبکه قطع شده‌اند، با تغییر دستی ناحیه سوئیچ تپ و به صورت دستی تنظیم می‌شوند که به آن تنظیم ولتاژ در حالت بی‌بار می‌گویند.

7. رله گاز

رله گاز در وسط لوله لاستیکی بین مخزن روغن و باک روغن ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن قرار دارد و به مدار کنترل متصل شده تا دستگاه حفاظت از گاز را تشکیل دهد. تماس بالای رله گاز و سیگنال گاز کم، یک مدار کنترل مستقل را تشکیل می‌دهند و اتصال‌دهنده پایینی رله گاز به مدار خارجی متصل شده تا حفاظت گاز سنگین را ایجاد کند. موقعیت گاز سنگین باعث می‌شود که کلید عمومی فشار قوی سیگنال عملکرد گاز سنگین را صادر کند.

8. لوله ضد انفجار

لوله ضد انفجار یک دستگاه حفاظت ایمنی برای ترانسفورماتورهای روغنی است. این لوله به قسمت بالای درپوش ترانسفورماتور روغنی متصل می‌شود و با جو در ارتباط است. هنگامی که خطا رخ داده و حرارت ایجاد شود، روغن موجود در ترانسفورماتور روغنی بخار می‌شود و این امر باعث فعال شدن رله گاز برای ارسال سیگنال هشدار یا قطع تأمین برق می‌شود تا از ترک خوردن مخزن روغن جلوگیری شود.