Serbatoio dell'olio del trasformatore: più di un semplice guscio: una linea di difesa fondamentale per il funzionamento stabile delle apparecchiature

I trasformatori- immersi nell'olio non possono funzionare senza il serbatoio dell'olio del trasformatore e le sue prestazioni determinano direttamente la durata e l'affidabilità dell'apparecchiatura. I suoi ruoli specifici sono i seguenti:

1. Dissipazione del calore: un "raffreddatore naturale" per il controllo della temperatura

Durante il funzionamento del trasformatore, il nucleo e gli avvolgimenti generano perdite e calore, che vengono trasferiti all'olio del trasformatore. L'olio caldo entra in contatto con l'aria attraverso la parete del serbatoio dell'olio del trasformatore, dissipando il calore nell'ambiente (metodo di raffreddamento naturale). Per trasformatori con capacità maggiori (ad esempio, 1000 kVA e superiori), il serbatoio dell'olio del trasformatore è dotato di alette di raffreddamento (che aumentano l'area di dissipazione del calore di 3-5 volte) o ventole (raffreddamento ad aria forzata) per migliorare ulteriormente l'efficienza di dissipazione del calore. I dati mostrano che una scarsa dissipazione del calore dal serbatoio dell'olio del trasformatore può causare un aumento della temperatura dell'olio di oltre 10 gradi e per ogni aumento di 10 gradi della temperatura dell'olio, la durata dell'isolamento del trasformatore viene dimezzata.​

2. Protezione: una "barriera di sicurezza" per i componenti interni​

Il serbatoio dell'olio del trasformatore isola il nucleo e gli avvolgimenti dal mondo esterno, impedendo l'intrusione di polvere, acqua piovana e corpi estranei. Per i trasformatori esterni, il serbatoio dell'olio del trasformatore deve soddisfare un grado di protezione IP30 (protezione da oggetti solidi maggiori o uguali a 2,5 mm di diametro e gocce d'acqua verticali), mentre per le aree costiere deve soddisfare IP54 (resistente alla polvere e agli schizzi-) per evitare che sale e umidità penetrino all'interno e causino umidità nell'isolamento. Inoltre, il serbatoio dell'olio del trasformatore può resistere a impatti minori (come il contatto accidentale durante la costruzione all'aperto) per proteggere i componenti interni di precisione da danni meccanici.​

3. Supporto: una "base stabile" per il funzionamento delle apparecchiature

Il fondo del serbatoio dell'olio del trasformatore è fissato alla fondazione tramite staffe. Non solo sostiene il peso del trasformatore stesso (ad esempio, un trasformatore immerso in olio- da 630 kVA ha un peso totale di circa 1,2 tonnellate, di cui il serbatoio dell'olio del trasformatore rappresenta il 40%), ma supporta anche il peso di accessori come boccole e commutatori (una singola boccola da 10 kV pesa circa 50 kg). Pertanto, il materiale del serbatoio dell'olio del trasformatore deve avere una resistenza sufficiente, in genere piastre di acciaio Q235 (spessore 4-8 mm, regolato in base alla capacità). Alcuni trasformatori di grandi dimensioni utilizzano anche nervature di rinforzo per prevenire la deformazione del serbatoio dell'olio del trasformatore.

Diversi scenari applicativi hanno requisiti molto diversi per il serbatoio dell'olio del trasformatore; la scelta del tipo sbagliato può portare a frequenti guasti. Di seguito sono riportati i tipi comuni e i relativi scenari adatti:​

1. Serbatoio dell'olio normale-con parte superiore aperta: adatto per ambienti interni asciutti​

Questo tipo di serbatoio dell'olio del trasformatore ha un foro di sfiato nella parte superiore (collegato all'atmosfera), caratterizzato da una struttura semplice e da un costo contenuto. È adatto per scenari interni asciutti come officine e sale di distribuzione (umidità relativa inferiore o uguale al 60%). Tuttavia, il suo svantaggio è la scarsa tenuta-, l'umidità e la polvere nell'aria possono facilmente entrare nell'olio, causandone il deterioramento (ad esempio, un contenuto di umidità eccessivo). Pertanto, sono necessari regolari rabbocchi e sostituzioni dell'olio (almeno una volta all'anno) e non è adatto per ambienti esterni o umidi.​

2. Serbatoio dell'olio completamente sigillato: la "prima scelta" per scenari all'aperto

Progettato per resistere alla sabbia, al vento e alla pioggia provenienti dall'esterno, il serbatoio dell'olio completamente sigillato elimina i fori di sfiato e utilizza fogli ondulati (o capsule) per compensare le variazioni del volume dell'olio. Quando la temperatura dell'olio aumenta, l'olio si espande e le lamiere ondulate si gonfiano verso l'esterno; quando la temperatura scende, l'olio si contrae e le lastre ondulate si restringono verso l'interno, mantenendo sempre un interno sigillato. Questo tipo di serbatoio dell'olio del trasformatore ha un grado di protezione IP44, isolando efficacemente polvere e acqua piovana. La durata di servizio dell'olio per trasformatori può essere estesa fino a 8-10 anni (rispetto ai 3-5 anni dei normali serbatoi aperti), rendendolo ampiamente utilizzato nelle aree industriali all'aperto e nelle sale di distribuzione residenziali.​

3. Serbatoio dell'olio anti-corrosione: il "modello specializzato" per ambienti ad alta concentrazione di nebbia salina/ambienti corrosivi​

L'aria nelle zone costiere e intorno agli impianti chimici contiene sale e gas corrosivi, che causano la ruggine dei normali serbatoi dell'olio dei trasformatori entro 1-2 anni. Pertanto, è necessario un serbatoio dell'olio anticorrosione: il guscio esterno è sottoposto a zincatura a caldo (spessore dello strato di zinco maggiore o uguale a 80 μm) ed è rivestito con vernice anticorrosione al fluorocarburo (resistenza agli spruzzi salini maggiore o uguale a 1000 ore); le saldature sono rinforzate con un trattamento anti-corrosione (rivestito con tessuto di vetro epossidico) per impedire al sale di filtrare attraverso le saldature. Sebbene il costo di questo serbatoio dell'olio per trasformatori sia superiore del 30% rispetto ai modelli ordinari, la sua durata può essere estesa a oltre 15 anni, rendendolo un must per le centrali elettriche fotovoltaiche costiere e i parchi chimici.

I guasti ai serbatoi dell'olio rappresentano oltre il 40% dei guasti ai trasformatori immersi nell'olio-e si tratta per la maggior parte di problemi minori che possono essere risolti rapidamente. Di seguito sono riportate le soluzioni per i problemi di alta-frequenza:

1. Perdite di olio di saldatura: il "punto di perdita" più comune

Cause: saldature virtuali o fori d'aria durante la saldatura del serbatoio dell'olio del trasformatore, che portano alla rottura della saldatura sotto la pressione dell'olio durante il funzionamento; o vibrazioni a lungo-termine (ad esempio, provenienti da motori ad alta-potenza nelle vicinanze) che causano danni da fatica della saldatura.​

Metodo di valutazione: pulire la saldatura con un panno asciutto-se sono presenti macchie di olio sul tessuto che continuano ad espandersi, indica una perdita di saldatura.​

Passaggi di gestione:​

① Dopo un'interruzione di corrente, scaricare 1/3 dell'olio dal serbatoio dell'olio del trasformatore (per evitare fuoriuscite di olio durante la saldatura);​

② Utilizzare una smerigliatrice angolare per lucidare la saldatura che perde (esponendo la superficie metallica e rimuovendo olio e ruggine);​

③ Eseguire la saldatura di riparazione con una saldatrice CC (utilizzando elettrodi J422, corrente controllata a 80-100 A per evitare bruciature attraverso il serbatoio dell'olio del trasformatore);​

④ Dopo la saldatura, lasciarlo riposare per 24 ore, aggiungere olio per trasformatore dello stesso modello e osservare per 24 ore-riprendere il funzionamento se non si verificano perdite.​

2. Guarnizione di tenuta invecchiata: la "causa principale" delle perdite nei giunti

Cause: vengono utilizzate guarnizioni in gomma nei giunti tra il serbatoio dell'olio del trasformatore e le boccole/commutatori. L'esposizione a lungo-termine alla corrosione dell'olio e alla cottura ad alta-temperatura (temperatura dell'olio fino a 85 gradi) provoca l'indurimento e la rottura delle guarnizioni, con conseguenti perdite.​

Metodo di valutazione: Macchie di olio sulla giunzione, concentrate attorno alla guarnizione, indicano l'invecchiamento della guarnizione di tenuta.​

Passaggi di gestione:​

① Dopo un'interruzione di corrente, rimuovere la boccola o il commutatore (contrassegnare attentamente per evitare errori di installazione);​

② Estrarre la guarnizione obsoleta (registrare il modello-ad esempio, le guarnizioni della boccola da 10 kV sono solitamente Φ120×Φ100×8 mm);​

③ Sostituire con guarnizioni in gomma-resistenti all'olio (non utilizzare normali guarnizioni in gomma; le guarnizioni-resistenti all'olio sono contrassegnate con "NBR" o "gomma nitrilica" e possono resistere a temperature elevate di 120 gradi);​

④ Reinstallare il componente, serrare le viti in modo uniforme (serrare in ordine diagonale, coppia controllata a 20-30 N·m per evitare la deformazione della guarnizione).​

3. Deformazione del serbatoio dell'olio: causata da impatto o pressione negativa

Cause: Urto durante il trasporto o il sollevamento; danni alle lamiere ondulate del serbatoio dell'olio completamente sigillato, con conseguente pressione negativa all'interno e deformazione sotto pressione atmosferica.​

Metodo di valutazione: ammaccature evidenti sulla parete del serbatoio dell'olio del trasformatore o alette di raffreddamento piegate/deformate.​

Passaggi di gestione:​

① Lieve deformazione (profondità dell'ammaccatura<50mm): After power failure, use a jack to support the dented area, slowly apply pressure to restore it to its original shape (place a wooden board under the jack to avoid excessive local stress), and tap the surrounding area with a hammer to relieve stress;​

② Grave deformazione (profondità dell'ammaccatura maggiore o uguale a 50 mm): sostituire il serbatoio dell'olio del trasformatore-il nuovo serbatoio deve corrispondere alle dimensioni originali del trasformatore (ad es. altezza, diametro, posizione del giunto) per evitare un'installazione errata dei componenti interni.​

4. Ruggine nel serbatoio dell'olio: un "pericolo comune nascosto" per le attrezzature da esterno

Cause: i serbatoi dell'olio del trasformatore esterni sono esposti a vento e pioggia per lungo tempo e si forma ruggine nei punti in cui la vernice si stacca. Una forte ruggine può penetrare nella parete del serbatoio, causando perdite di olio.​

Metodo di valutazione: macchie di ruggine, vesciche o vernice scrostata sulla superficie del serbatoio dell'olio del trasformatore, con una sensazione ruvida al tatto.​

Passaggi di gestione:​

① Lucidare l'area arrugginita con carta vetrata (rimuovere lo strato di ruggine per esporre la superficie metallica);​

② Applicare il primer anti-ruggine (utilizzare vernice antiruggine-al piombo, spessore maggiore o uguale a 50μm) e lasciarlo asciugare per 24 ore;​

③ Applicare il rivestimento superiore (usare vernice acrilica resistente agli agenti atmosferici-per uso esterno, corrispondente al colore del serbatoio dell'olio del trasformatore originale) e assicurarsi che non vi siano aree tralasciate;​

④ Per le aree costiere, attaccare un nastro di alluminio allo strato di finitura per migliorare la resistenza alla nebbia salina.

La manutenzione del serbatoio dell'olio del trasformatore non richiede strumenti complessi. Fare bene le seguenti 4 cose ogni giorno può ridurre significativamente la probabilità di fallimenti:

1. Settimanale "Dai un'occhiata": controlla il livello dell'olio e le perdite

Durante le ispezioni settimanali, concentrati sull'indicatore del livello dell'olio del serbatoio dell'olio del trasformatore (il livello dell'olio deve essere compreso tra i segni "max-min"; un leggero calo in inverno dovuto all'espansione/contrazione termica è normale, purché non sia inferiore al segno minimo); camminare intorno al serbatoio dell'olio del trasformatore per verificare la presenza di macchie d'olio su saldature e giunti-gestire tempestivamente le perdite (risolvere perdite minori entro 24 ore per evitare che si aggravino).​

2. "Pulire una volta" al mese: pulire le alette di raffreddamento e rimuovere i detriti

Utilizzare aria compressa (pressione 0,3-0,5 MPa) per soffiare mensilmente le alette di raffreddamento del serbatoio dell'olio del trasformatore dal basso verso l'alto, rimuovendo polvere e cotone idrofilo (le alette ostruite possono aumentare la temperatura dell'olio di 5-8 gradi); se è presente olio sulle alette, pulirle con un detergente neutro (ad esempio detersivo per i piatti) e asciugarle con un panno pulito per evitare la corrosione della vernice.​

3. "Test una volta" trimestrale: controlla la qualità dell'olio e previeni il deterioramento

Prelevare campioni di olio del trasformatore trimestralmente per testare il contenuto di umidità (normale inferiore o uguale a 30 ppm) e il valore di perdita dielettrica (inferiore o uguale a 0,005 a 20 gradi); filtrare o sostituire tempestivamente l'olio se non supera il test (l'olio nei serbatoi completamente sigillati può essere testato ogni anno); allo stesso tempo, controlla se la valvola di sfiato (per i serbatoi-con la parte superiore aperta) non è ostruita-smonta e pulisci se bloccata per evitare pressione negativa all'interno del serbatoio dell'olio del trasformatore.​

4. "Dipingi una volta all'anno": ritocca la vernice e previene la ruggine

Ispezionare annualmente in primavera (aprile-maggio) la vernice sui serbatoi dell'olio dei trasformatori esterni; ritoccare tempestivamente la vernice se si riscontrano parti di metallo nudo o scrostate (applicare prima il primer antiruggine, quindi la finitura); per le aree costiere, ispezionare ogni 6 mesi per garantire che lo strato anti-corrosione sia intatto.

1.Tabù 1: Ignorare le piccole perdite Molte persone pensano che piccole perdite dal serbatoio dell'olio del trasformatore non influenzino l'utilizzo. Infatti, un calo continuo del livello dell'olio esporrà gli avvolgimenti all'umidità e le macchie d'olio attireranno la polvere, accelerando la ruggine del serbatoio dell'olio del trasformatore. Le perdite minori devono essere risolte entro 24 ore.​

2.Tabù 2: Saldatura cieca La saldatura del serbatoio dell'olio del trasformatore richiede un'interruzione di corrente e il drenaggio dell'olio, e i saldatori devono possedere certificati professionali. Evitare di saldare senza interruzione di corrente (per evitare incendi) o utilizzando corrente eccessiva (per evitare di bruciare il serbatoio).​

Padroneggiare le conoscenze e le capacità di manutenzione del serbatoio dell'olio del trasformatore può non solo ridurre i guasti del trasformatore, ma anche prolungare la durata di servizio dell'apparecchiatura di 5-10 anni. Per problemi complessi (ad esempio ruggine su vasta area o deformazione del serbatoio dell'olio del trasformatore), si consiglia di contattare il personale tecnico del produttore per evitare danni secondari causati da una manipolazione impropria.