1. Introducció
En enginyeria de distribució d'energia, adquisició d'equips i manteniment operatiu, els 11kVtransformador submergit en oliserveix com a component central a les xarxes de distribució de mitjana tensió. Tant si sou un enginyer elèctric, un especialista en adquisicions, un contractista de projectes o un tècnic de manteniment d'energia, la comprensió precisa de la terminologia professional d'aquest equip constitueix una base sòlida per a la selecció de productes, la licitació, la instal·lació in situ, la inspecció rutinària i el diagnòstic d'avaries. Molts clients estrangers i professionals d'enginyeria junior sovint confonen els termes tècnics del transformador. Sovint sorgeixen malentesos durant la comunicació tècnica, la negociació de pressupostos i la redacció del contracte, cosa que pot provocar retards en el projecte o una selecció inadequada d'equips. Aquest article recull i defineix de manera sistemàtica termes molt utilitzats per a 11kVtransformadors submergits en oli. Cobreix vocabulari sobre construcció d'equips, paràmetres elèctrics, aïllament, sistemes de refrigeració, components de protecció i proves estàndard. Totes les definicions compleixen les normes IEC per als transformadors de distribució. Aquesta guia, optimitzada per al contingut del lloc web independent, ajuda els visitants del lloc web a crear un coneixement tècnic sòlid ràpidament.
2. Condicions de l'equip bàsic
Transformador de distribució immers en oli de 11 kV: Un transformador de distribució amb una tensió primària nominal de 11 kV, que utilitza oli mineral de transformador com a mitjà d'aïllament i mitjà de transferència de calor. La seva funció principal és reduir l'alimentació de mitjana tensió d'11 kV a una font d'alimentació de baixa tensió de 400 V per a instal·lacions industrials, comunitats residencials i infraestructures públiques. Aquest tipus de transformador s'instal·la habitualment en subestacions exteriors, marcs muntats en pals o cabines de transformadors compactes, i és el tipus de transformador més utilitzat a les xarxes de distribució urbanes i rurals.
Capacitat nominal: Mesurada en kVA (kilovolt-amperes). Es refereix a la potència aparent que un transformador pot oferir contínuament en condicions de refrigeració especificades i límits definits d'augment de temperatura. Les classificacions habituals inclouen 50 kVA, 100 kVA, 200 kVA, 400 kVA, 630 kVA i 1000 kVA. És fonamental distingir els kVA dels kW. La capacitat nominal descriu la potència total que conté potència activa i potència reactiva.
Tensió nominal: Separat en tensió nominal primària i tensió nominal secundària. El costat primari té una capacitat de 11 kV, mentre que el costat secundari normalment és de 0,4 kV. La tensió nominal representa la tensió de funcionament dissenyada dels bobinatges. El canviador de taps pot ajustar els girs efectius del bobinatge d'alta tensió dins d'un rang limitat per compensar les fluctuacions de la tensió de la xarxa.
Toqueu Canviador: Un dispositiu que s'utilitza per modificar el nombre efectiu de voltes de bobinat d'alta tensió i canviar la relació de transformació, per tal d'estabilitzar la tensió de sortida al costat de baixa tensió. La majoria dels transformadors d'oli d'11 kV estan equipats amb canviadors de preses fora de circuit, que només es poden ajustar després que el transformador estigui completament desenergitzat. Els canviadors de preses sota càrrega són opcionals per a escenaris de treball especials i permeten la regulació de la tensió sense interrupció de l'alimentació.
Nucli del transformador: El nucli del circuit magnètic del transformador, muntat a partir de làmines d'acer de silici orientades al gra laminat en fred apilades amb alta permeabilitat magnètica. El corrent altern genera flux magnètic altern. La inducció electromagnètica es basa en el nucli per transferir energia elèctrica. El nucli ha d'estar connectat a terra de manera fiable per evitar el potencial flotant i la descàrrega parcial.
Sinuós: Bobines enrotllades amb conductors aïllats, dividides en bobinats d'alta tensió i bobinats de baixa tensió. Els bobinats de baixa tensió es col·loquen a prop del nucli, mentre que els d'alta tensió es disposen a la capa exterior. Les barreres d'aïllament s'instal·len entre bobinatges i entre bobinatges i el nucli per evitar errors de curtcircuit.
Oli de transformador: Oli mineral refinat amb dues funcions principals. En primer lloc, actua com a aïllament per separar components a diferents nivells de potencial. En segon lloc, transfereix la calor generada pels bobinatges i el nucli a la superfície del dipòsit per a la dissipació de la calor. A més, l'oli del transformador suprimeix els arcs elèctrics i frena l'envelliment dels materials aïllants sòlids.
3. Condicions de funcionament i característiques elèctriques
Pèrdua sense càrrega: També coneguda com a pèrdua de ferro. Es produeix quan el costat de baixa tensió està en circuit obert i s'aplica una tensió nominal al costat d'alta tensió. La pèrdua de potència s'origina per la pèrdua d'histèresi i la pèrdua de corrent de Foucault a l'interior de les làmines d'acer al silici del nucli. Les pèrdues sense càrrega persisteixen contínuament mentre el transformador estigui alimentat. És un indicador bàsic per avaluar les classes d'eficiència energètica dels transformadors.
Pèrdua de càrrega: També anomenada pèrdua de coure. Es genera quan el transformador funciona a càrrega nominal. La pèrdua prové de la dissipació de calor causada pel corrent que flueix a través de la resistència dels conductors del bobinat. La pèrdua de càrrega varia proporcionalment al quadrat del corrent de càrrega. La pèrdua es manté baixa amb una càrrega lleugera i assoleix el valor màxim a plena càrrega.
Corrent sense càrrega: el petit corrent que flueix al bobinatge d'alta tensió quan els terminals de baixa tensió estan oberts i la tensió nominal s'aplica al costat d'alta tensió. Aquest corrent proporciona principalment excitació per establir el flux magnètic, i la seva magnitud sol representar només un petit percentatge del corrent nominal.
Impedància de curtcircuit: També es coneix com a tensió d'impedància. El costat de baixa tensió del transformador està en curtcircuit i la tensió d'alta tensió augmenta gradualment fins que el corrent de baixa tensió assoleix el valor nominal. La relació percentual entre aquesta alta tensió aplicada i l'alta tensió nominal és la impedància de curtcircuit. Aquest paràmetre determina la magnitud del corrent de curtcircuit a les xarxes elèctriques i és essencial per al disseny de la protecció del sistema elèctric.
Regulació de la tensió: El percentatge de canvi de tensió del terminal secundari de plena càrrega a sense càrrega sota un factor de potència de càrrega fix. Un valor de regulació de tensió més baix indica una millor estabilitat de la tensió de sortida quan el transformador porta càrregues variables.
Pujada de la temperatura: La diferència entre la temperatura de funcionament de l'equip i la temperatura de l'aire ambient. Per als transformadors submergits en oli, l'augment de la temperatura de l'oli superior i l'augment de la temperatura del bobinat són objectius clau de control. L'IEC i les normes nacionals defineixen els límits màxims d'augment de temperatura admissibles. Una temperatura de funcionament excessiva accelera l'envelliment de l'aïllament i redueix la vida útil dels transformadors.
4. Condicions estructurals, de refrigeració i protecció
Tanc: Tancament d'acer que allotja el nucli, bobinatges itransformadoroli. També serveix com a estructura de dissipació de calor. Els tipus comuns inclouen dipòsits corrugats i dipòsits equipats amb radiadors de panells. Els dipòsits corrugats utilitzen parets corrugades elàstiques per compensar l'expansió i la contracció del volum d'oli causades pels canvis de temperatura.
Conservador d'oli: Sovint anomenat coixí d'oli, muntat a la part superior del dipòsit principal. Quan la temperatura de l'oli augmenta, l'oli del transformador s'expandeix i l'excés d'oli flueix al conservador. Quan la temperatura baixa, l'oli es contrau i el conservador torna oli al dipòsit. Aquest disseny redueix el contacte d'una gran àrea entre l'oli del transformador i l'aire, mitigant l'oxidació de l'oli i l'entrada d'humitat.
Respirador: Instal·lat a la canonada de connexió del conservador, ple de dessecant de gel de sílice. L'aire entra i surt del conservador després dels canvis de volum d'oli. El respirador elimina la humitat de l'aire entrant i manté sec l'aïllament intern. Els equips de manteniment poden comprovar visualment el color del gel de sílice per avaluar l'estat d'humitat.
Relleu de Buchholz: Un dispositiu de protecció de fallades internes crítiques per a transformadors submergits en oli, instal·lat a la canonada que connecta el dipòsit i el conservador. Les fallades internes menors produeixen gas, mentre que les avaries greus creen un ràpid flux d'oli. El relé Buchholz pot activar senyals d'alarma o disparar l'interruptor per evitar danys catastròfics al transformador.
Indicador de nivell d'oli: Muntat al costat del conservador per mostrar el nivell d'oli en temps real. Està marcat amb escales de temperatura, que ajuden els operadors de manteniment a comprovar si el nivell d'oli coincideix amb la temperatura ambient.
Tipus de refrigeració: ONAN (Oli Natural Air Natural) és la denominació comuna. La dissipació de calor depèn de la convecció natural de l'oli i del refredament natural de l'aire sobre la superfície del dipòsit. ONAF (Oil Natural Air Forced) adopta ventiladors per forçar la circulació de l'aire per millorar la dissipació de la calor, permetent una major capacitat de sortida contínua. ONAN és la classe de refrigeració més utilitzada per als transformadors de distribució de 11 kV.
5. Termes d'aïllament, prova i avaries
Prova de resistència a la freqüència elèctrica: Un element de prova de tipus. L'alta tensió de freqüència de potència especificada s'aplica als bobinatges durant una durada definida. Verifica la capacitat de l'aïllament principal per suportar sobretensions de freqüència elèctrica i detecta defectes ocults d'aïllament.
Prova de tensió induïda: Dissenyat per provar la força d'aïllament entre girs i entre capes dels bobinats i identificar punts d'aïllament febles dins de les bobines.
Descàrrega Parcial (PD): Descàrrega elèctrica no penetrant que es produeix localment dins dels materials aïllants. La descàrrega parcial sostinguda erosiona gradualment l'aïllament i, finalment, condueix a una ruptura dielèctrica. La mesura del PD és un indicador vital per avaluar l'estat de salut dels sistemes d'aïllament dels transformadors.
Aïllament Envelliment: La degradació de l'aïllament del paper de cel·lulosa sota els efectes combinats d'alta temperatura, oxigen i humitat, el que resulta en una resistència mecànica reduïda. La temperatura és el principal factor que accelera l'envelliment. L'operació de sobretemperatura durant molt de temps escurçarà dràsticament la vida útil dissenyada dels transformadors.
6. Conclusió
Domini de la terminologia estàndard perTransformadors immersos en oli de 11 kVelimina les barreres en la comunicació tècnica. Ajuda al personal d'adquisicions, enginyeria i manteniment a llegir fitxes de dades, acords tècnics i informes de proves amb precisió. Els termes tractats en aquest article són fonamentals i es fan referència freqüents en documents de la indústria de distribució, estàndards IEC, fullets de productes i manuals d'operacions. Quan seleccioneu transformadors immersos en oli de 11 kV i avalueu l'eficiència energètica, el rendiment de curtcircuits i els esquemes de refrigeració, aquestes definicions us ajuden a comparar productes de diferents fabricants amb precisió i evitar riscos tècnics.
