يعد خزان زيت المحولات مكونًا حاسمًا في هيكل المحولات. يمكن تلخيص وظائفها الأساسية في ثلاثة جوانب رئيسية: تبديد الحرارة والتبريد، وحماية العزل، والدعم الميكانيكي، بينما تعمل أيضًا كوظيفة تخزين وختم الزيت.
تبديد الحرارة والتبريد: مفتاح الحفاظ على الاستقرار التشغيلي للمحولات
أثناء تشغيل المحول، تولد اللفات والقلب كمية كبيرة من الحرارة بسبب التحويل الكهرومغناطيسي. إذا لم يتم تبديد هذه الحرارة في الوقت المناسب، فقد تؤدي إلى شيخوخة المواد العازلة، وتدهور جودة الزيت، وحتى فشل المعدات. يحقق خزان الزيت تبديدًا فعالًا للحرارة من خلال الآليات التالية:
التبريد بالحمل الحراري الطبيعي: كحاوية لزيت المحولات، يستخدم خزان الزيت خاصية تغير كثافة الزيت مع درجة الحرارة لخلق دوران الحمل الحراري الطبيعي. يرتفع الزيت الساخن إلى أعلى الخزان، ويتبادل الحرارة مع الهواء الخارجي من خلال مشعات أو أنابيب التبريد، ويهبط الزيت المبرد إلى الأسفل، مشكلاً دورة مستمرة.
مساعد التبريد القسري: بالنسبة للمحولات ذات السعة الكبيرة-، غالبًا ما يكون خزان الزيت مزودًا بمشتتات حرارية أو أجهزة تبريد -بالهواء/الماء-. تزيد المشتتات الحرارية من كفاءة تبديد الحرارة من خلال زيادة مساحة السطح، بينما تعمل أنظمة تبريد الهواء-على تسريع تدفق الهواء عبر المراوح، بينما تمتص أنظمة تبريد الماء-الحرارة مباشرة من خلال تدوير مياه التبريد، مما يؤدي إلى تقليل درجة حرارة الزيت بشكل أكبر.
معايير التحكم في درجة حرارة الزيت: وفقًا لمعايير الصناعة، عادةً ما يلزم التحكم في درجة حرارة زيت المحولات أقل من 85 درجة (قد يكون هذا أعلى في سيناريوهات خاصة مثل المحولات من النوع الجاف -). يجب أن يلبي تصميم تبديد الحرارة للخزان هذا المطلب، على سبيل المثال، عن طريق حساب علاقة المطابقة بين مساحة سطح الخزان وقوة تبديد الحرارة لضمان عدم تجاوز درجة حرارة الزيت المعيار تحت الحمل المقدر.
حماية العزل: الحاجز الأساسي للسلامة الكهربائية
لا يعمل زيت المحولات كوسيط تبريد فحسب، بل يؤدي أيضًا وظيفة عازلة. يوفر الخزان حماية العزل بالطرق التالية:
عزل مكونات الجهد العالي-: يتم ملء الخزان بزيت المحولات، مما يؤدي إلى عزل مكونات الجهد العالي- تمامًا مثل اللفات والنوى عن البيئة الخارجية، مما يمنع انهيار العزل الناتج عن الرطوبة أو الغبار أو الأجسام الغريبة.
الحفاظ على نقاء الزيت: يستخدم الخزان تصميمًا محكم الإغلاق لمنع الرطوبة الخارجية أو الأكسجين أو الشوائب من دخول الزيت. يؤدي تدهور الزيت (مثل زيادة قيمة الحمض أو الرطوبة الزائدة) إلى تقليل أداء العزل بشكل كبير؛ لذلك، يجب أن يكون الخزان مزودًا بملحقات مثل جهاز التنفس ومقياس مستوى الزيت لمراقبة جودة الزيت والحفاظ عليها في الوقت الفعلي.
معيار قوة العزل: وفقًا للمعايير الوطنية مثل GB/T 6451، يجب أن يكون جهد الانهيار لزيت المحولات أكبر من أو يساوي 35 كيلو فولت/2.5 مم، ويجب أن يضمن تصميم خزان الزيت استقرار جودة الزيت على المدى الطويل- لتلبية متطلبات العزل هذه.
