O tanque de óleo do transformador é um componente crucial da estrutura do transformador. Suas funções principais podem ser resumidas em três aspectos principais: dissipação de calor e resfriamento, proteção de isolamento e suporte mecânico, além de servir como função de armazenamento e vedação de óleo.
Dissipação de calor e resfriamento: chave para manter a estabilidade operacional do transformador
Durante a operação do transformador, os enrolamentos e o núcleo geram uma grande quantidade de calor devido à conversão eletromagnética. Se esse calor não for dissipado a tempo, pode levar ao envelhecimento dos materiais de isolamento, à deterioração da qualidade do óleo e até mesmo à falha do equipamento. O tanque de óleo consegue uma dissipação de calor eficiente através dos seguintes mecanismos:
Resfriamento por convecção natural: Como recipiente para óleo de transformador, o tanque de óleo utiliza a característica de que a densidade do óleo muda com a temperatura para criar uma circulação de convecção natural. O óleo quente sobe até o topo do tanque, troca calor com o ar externo por meio de radiadores ou tubos de resfriamento, e o óleo resfriado desce para o fundo, formando uma circulação contínua.
Auxiliar de resfriamento forçado: para transformadores de grande-capacidade, o tanque de óleo geralmente é equipado com dissipadores de calor ou dispositivos resfriados a-ar/água-. Os dissipadores de calor aumentam a eficiência da dissipação de calor aumentando a área de superfície, enquanto os sistemas-resfriados a ar aceleram o fluxo de ar através dos ventiladores, e os sistemas resfriados-a água absorvem diretamente o calor por meio da água de resfriamento circulante, reduzindo ainda mais a temperatura do óleo.
Padrões de controle de temperatura do óleo: De acordo com os padrões da indústria, a temperatura do óleo do transformador normalmente precisa ser controlada abaixo de 85 graus (isso pode ser maior em cenários especiais, como transformadores do tipo-seco). O projeto de dissipação de calor do tanque deve atender a esse requisito, por exemplo, calculando a relação de correspondência entre a área de superfície do tanque e a potência de dissipação de calor para garantir que a temperatura do óleo não exceda o padrão sob carga nominal.
Proteção de isolamento: a barreira central para segurança elétrica
O óleo do transformador não serve apenas como meio de resfriamento, mas também desempenha uma função isolante. O tanque fornece proteção de isolamento das seguintes maneiras:
Isolamento de componentes de alta-tensão: o tanque é preenchido com óleo de transformador, isolando completamente componentes de alta-tensão, como enrolamentos e núcleos, do ambiente externo, evitando quebras de isolamento causadas por umidade, poeira ou objetos estranhos.
Manutenção da pureza do óleo: O tanque emprega um design selado para evitar a entrada de umidade externa, oxigênio ou impurezas no óleo. A deterioração do óleo (como aumento do índice de acidez ou umidade excessiva) reduz significativamente o desempenho do isolamento; portanto, o tanque deve ser equipado com acessórios como respiro e medidor de nível de óleo para monitorar e manter a qualidade do óleo em tempo real.
Padrão de resistência de isolamento: De acordo com padrões nacionais como GB/T 6451, a tensão de ruptura do óleo do transformador deve ser maior ou igual a 35kV/2,5 mm, e o projeto do tanque de óleo deve garantir estabilidade-de longo prazo da qualidade do óleo para atender a esse requisito de isolamento.
