Gulungan Transformator Terendam Oli: Wawasan Teknis dan Fitur Desain

Transformator Terendam Oli Kumparan merupakan komponen penting dalam sistem distribusi daya, yang dirancang untuk mentransfer energi listrik secara efisien sekaligus memastikan keandalan dan daya tahan. Berikut adalah analisis rinci tentang struktur, material, dan prinsip operasionalnya, yang disintesis dari standar industri dan spesifikasi teknis.

Suhu bagian atas transformator yang terendam oli dilarang melebihi 95 °C, umumnya dilarang melebihi 85 °C. Pemilihan material lapisan isolasi kelas A untuk lilitan transformator umum, dengan suhu maksimum yang diizinkan untuk material isolasi adalah 95~105 °C. Spesifikasi pemanasan transformator di Tiongkok didasarkan pada suhu kerja 40 °C sebagai standar, dengan suhu rata-rata gas yang terkandung dalam lilitan sekitar 65 °C. Kenaikan suhu oli bagian atas terhadap gas secara akurat berada pada 55 °C, sehingga lilitan yang berisi inti transformator mengalami kenaikan suhu oli sebesar 10 °C.

Jika suhu puncak transformator adalah 85 °C, suhu lilitan adalah 95 °C; Jika suhu puncak 95 °C, suhu lilitan telah mencapai 105 °C, yang berarti telah mencapai suhu maksimum yang diizinkan untuk material lapisan isolasi lilitan. Suhu yang terlalu tinggi akan mempercepat penuaan material lapisan isolasi, mempercepat kerusakan oli transformator, dan mengurangi masa pakai transformator. Transformator Distribusidan bahkan dapat menyebabkan kecelakaan keselamatan.

Transformator berpendingin udara dengan sistem sirkulasi oli yang kuat, suhu puncak 75℃ dan pemanasan 35℃; Sistem sirkulasi oli alami, perlindungan suhu berlebih, transformator berpendingin udara, suhu puncak umumnya tidak boleh melebihi 85°C, suhu maksimum tidak boleh melebihi 95°C dan pemanasan tidak boleh melebihi 55°C. Jika ditemukan nilai batas melebihi persyaratan selama pengoperasian, harus segera dilaporkan ke penjadwalan produksi dan diterapkan tindakan penanggulangan pembatasan beban.

1. Definisi dan Fungsi Inti

Gulungan transformator terendam oli terdiri dari kumparan tembaga atau aluminium yang dililitkan di sekitar inti baja silikon berlaminasi. Gulungan ini sepenuhnya terendam dalam oli isolasi, yang memiliki dua fungsi: isolasi listrik dan manajemen termal. Gulungan tersebut mengubah input tegangan tinggi menjadi output tegangan rendah (atau sebaliknya) melalui induksi elektromagnetik, sehingga memungkinkan transmisi daya yang aman di seluruh jaringan.

2. Komposisi Material

Bahan Konduktif:

Tembaga: Terutama digunakan untuk kumparan tegangan tinggi karena konduktivitas dan kekuatan mekaniknya yang unggul. Kumparan tegangan rendah (≤500 kVA) sering menggunakan struktur silinder dua lapis, sedangkan kapasitas yang lebih besar (≥630 kVA) menggunakan konfigurasi heliks ganda atau heliks rangkap empat untuk mengoptimalkan distribusi arus.

Aluminium: Kadang-kadang digunakan untuk aplikasi yang sensitif terhadap biaya, meskipun kurang efisien dibandingkan tembaga.
Isolasi:

Material dengan resistansi tinggi (misalnya, resin epoksi, kertas berbasis selulosa) mengisolasi lilitan dari inti dan satu sama lain.

Isolasi berlapis ganda mencegah korsleting akibat tekanan termal atau deformasi mekanis.

3. Desain Struktural

Susunan Gulungan:

Gulungan Konsentris (Silinder): Umum digunakan pada transformator tiga fasa, di mana gulungan tegangan rendah ditempatkan di dalam gulungan tegangan tinggi untuk meminimalkan fluks bocor.

Gulungan Berlapis (Heliks): Digunakan untuk aplikasi arus tinggi, menampilkan lapisan yang saling bertautan untuk mengurangi kerugian arus eddy.

Integrasi Pendinginan:

Kumparan tersebut dilengkapi dengan saluran oli untuk menyalurkan pembuangan panas melalui konveksi alami atau paksa.

Tangki minyak bergelombang menggantikan wadah pengawet tradisional, memungkinkan ekspansi termal minyak sambil mempertahankan lingkungan yang tertutup rapat.

4. Optimalisasi Kinerja

Desain dengan Kerugian Rendah:

Inti Paduan Amorf: Mengurangi kerugian histeresis dan arus eddy (misalnya, transformator seri S11-M mencapai kerugian 30% lebih rendah daripada model lama)

Grup Koneksi Dyn11: Meminimalkan distorsi harmonik dan meningkatkan kualitas daya dengan mengimbangi arus harmonik ketiga.

Resistansi Hubungan Pendek:

Penjepit lilitan yang diperkuat dan teknik lilitan spiral meningkatkan stabilitas mekanis selama kondisi kerusakan.

Ventilasi gel silika dan relai Buchholz memantau anomali kelembapan dan aliran minyak.

5. Aplikasi dan Pemeliharaan

Skenario Penerapan:

gardu induk industri, jaringan listrik perkotaan, dan sistem energi terbarukan (misalnya, ladang angin).

Kapasitas terukur berkisar dari 50 kVA hingga 25.000 kVA, dengan tegangan hingga 35 kV.

Praktik Pemeliharaan:

Pengambilan sampel oli secara berkala dan analisis gas terlarut (DGA) untuk mendeteksi degradasi isolasi.

Pencitraan termal untuk mengidentifikasi titik panas lokal pada lilitan.

6. Inovasi dalam Teknologi Penggulungan

Impregnasi Vakum: Menghilangkan kantung udara selama proses pembuatan, sehingga meningkatkan integritas isolasi.

Pemantauan Cerdas: Sensor yang mendukung IoT melacak suhu gulungan dan dinamika beban secara real-time.