Tanque de aceite del transformador: estructura, requisitos y consideraciones de diseño - Conocimiento

Cuando la gente habla de un transformador-inmerso en aceite, normalmente se centra en el núcleo, los devanados, el aislamiento o el sistema de refrigeración. Eltanque de aceite del transformadorNo siempre recibe la misma atención. Pero en la práctica, es una parte bastante importante de todo el transformador.

El tanque contiene el aceite aislante, protege la parte activa, soporta equipos y accesorios de refrigeración y debe soportar cargas mecánicas durante la operación y el transporte. Para transformadores más grandes, su diseño puede resultar sorprendentemente complicado.

Dependiendo de la aplicación, se pueden usar tanques de aceite de transformador para transformadores clasificados desdeTransformadores convertidores de 6kV, 10kV, 35kV y 66kV a 110kV, 220kV, 330kV, 500kV y ±500kV. Principios de diseño similares también se aplican a reactores paralelos de 330 kV y 500 kV.

Entonces, ¿qué hace que un tanque de aceite para transformadores sea bueno? Echemos un vistazo más de cerca.

El trabajo más obvio de un tanque de aceite de transformador esContiene el aceite del transformador y protege el núcleo y los devanados.. Pero eso es sólo una parte de la historia.

El tanque también debe proporcionar suficiente resistencia mecánica, mantener un sellado confiable, funcionar con el sistema de enfriamiento seleccionado y permanecer estable durante el levantamiento y el transporte.

Naturalmente, los requisitos se vuelven más exigentes a medida que aumentan el voltaje y la capacidad del transformador.

Tensión del transformador	Consideraciones típicas de diseño de tanques de aceite
6kV-10kV	Estructura compacta, sellado confiable, fabricación económica y disipación de calor efectiva
35kV-66kV	Mayores distancias de aislamiento, resistencia mecánica mejorada y disposiciones de refrigeración adecuadas
110kV	Mayores requisitos de sellado, resistencia al transporte, disposición de los bujes y espacios libres internos.
220kV	Gran volumen de aceite, estructura de tanque más resistente, blindaje electromagnético y diseño de enfriamiento sofisticado
330kV-500kV	Construcción-resistente, alta resistencia mecánica, deformación controlada por soldadura y blindaje avanzado
Transformadores convertidores ±500kV	Construcción de tanques-a gran escala, estricta coordinación del aislamiento, refrigeración-gestión del flujo de aceite y consideraciones de transporte
Reactores paralelos de 330kV/500kV	Alta resistencia mecánica, diseño de -pérdida baja, sellado confiable y control efectivo de fugas magnéticas

Una cosa que vale la pena señalar esresistencia al vacío. Durante la fabricación del transformador, el tanque podrá ser sometido a un tratamiento de vacío para su secado y llenado de aceite. Un tanque que es lo suficientemente fuerte bajo presión atmosférica normal puede no funcionar bien bajo vacío si su estructura no ha sido diseñada adecuadamente.

Es por eso que son importantes la rigidez del tanque, los refuerzos, la construcción de las bridas y la calidad de la soldadura.

Hay varias formas de clasificar los tanques de aceite de transformadores. Dos de los más prácticos son pormétodo de enfriamientoy porforma del tanque.

El sistema de refrigeración influye directamente en el diseño del depósito.

En un transformador enfriado naturalmente, el calor del núcleo y los devanados se transfiere al aceite aislante y luego se libera a través de la superficie del tanque, los radiadores o las paredes corrugadas.

Los transformadores más grandes suelen utilizar circulación forzada de aceite. Aquí se agregan bombas y refrigeradores externos, y el tanque necesita conexiones de entrada y salida de aceite diseñadas adecuadamente. Dentro del tanque, el aceite también debe moverse a través de las áreas correctas en lugar de simplemente circular aleatoriamente.

Los métodos comunes de enfriamiento de transformadores incluyen:

ONÁN- Aceite Natural Aire Natural

ONAF- Petróleo Natural Aire Forzado

OFAF- Petróleo Aire forzado Forzado

OFWF- Petróleo Forzado Agua Forzado

El tanque y el sistema de enfriamiento deben diseñarse como un solo sistema. Intentar tratarlos como componentes completamente separados puede provocar una mala distribución del aceite, pérdidas de presión innecesarias o puntos calientes locales.

La forma del tanque es otra forma común de clasificar los tanques de aceite de transformadores.

Tanques de pared-planase utilizan comúnmente para transformadores-pequeños y medianos. Son relativamente sencillos y se pueden combinar con radiadores externos.

Tanques de pared-corrugadaUtilice paneles de acero corrugado para aumentar la superficie de enfriamiento. Las paredes corrugadas también pueden adaptarse a cambios en el volumen de aceite causados por variaciones de temperatura.

Para transformadores de potencia grandes,tanques-de campana o con cubierta-removibleson ampliamente utilizados. La sección superior del tanque se puede separar de la sección inferior, lo que brinda a los ingenieros acceso al núcleo y los devanados durante el montaje, la inspección y el mantenimiento.

No existe una forma de tanque que sea mejor para cada transformador. La elección correcta depende de la capacidad, el voltaje, el método de enfriamiento, los límites de transporte y los requisitos de mantenimiento.

La estructura de una empresa pequeña o mediana-tanque de aceite del transformadorsuele ser bastante sencillo.

Puede consistir en placas de acero soldadas, una tapa del tanque, orejas de elevación, puntos de conexión a tierra, conexiones del radiador, componentes de llenado y drenaje de aceite, interfaces de termómetro y aberturas de casquillo.

En el caso de transformadores de distribución compactos, el propio depósito también puede contribuir significativamente a la disipación del calor. Las paredes onduladas, por ejemplo, proporcionan una zona de refrigeración adicional sin necesidad de un gran número de paneles radiadores externos.

Aún así, simple no significa que no sea importante.

Una mala soldadura, la deformación de las bridas o las superficies irregulares pueden provocar problemas de sellado. Es posible que una pequeña fuga de aceite no parezca grave al principio, pero eventualmente puede permitir que entre humedad en el transformador o reducir el nivel de aceite.

Los grandes transformadores de potencia son una historia diferente.

Un tanque grande puede incluir el cuerpo principal del tanque, la cubierta del tanque, la sección superior tipo campana-, radiadores, bombas de aceite, refrigeradores, conexiones del conservador, dispositivos-de alivio de presión, torretas de casquillos, cajas de cables, estructuras de elevación y accesorios de transporte.

Y todas estas partes deben trabajar juntas.

El tanque debe soportar una masa muy grande manteniendo la precisión dimensional. También tiene que soportar vibraciones durante el transporte, fuerzas de elevación durante la instalación y condiciones de presión o vacío durante la fabricación y el funcionamiento.

Por lo tanto, para los transformadores de 220 kV, 330 kV y 500 kV, el tanque no es simplemente una caja de acero fabricada. Es una estructura mecánica cuidadosamente diseñada.

Varios detalles pueden afectar la confiabilidad del tanque de un transformador. Algunos son fáciles de pasar por alto durante la etapa inicial de diseño.

Los bordes del tanque, especialmente alrededor de la brida, son importantes tanto para la resistencia como para el sellado.

Una brida necesita suficiente rigidez para evitar una deformación excesiva cuando se aprietan los pernos. Si la brida se dobla, la compresión de la junta puede volverse desigual y pueden producirse fugas.

Los tanques grandes pueden necesitar bordes reforzados o refuerzos adicionales. Los procedimientos de soldadura también deben controlarse cuidadosamente porque el calor de la soldadura puede provocar deformaciones.

Los transformadores grandes necesitan estructuras de elevación y suspensión resistentes y fiables.

Las orejetas de elevación y los puntos de elevación deben ubicarse de acuerdo con el centro de gravedad del transformador y las cargas de elevación esperadas. El diseño no debe considerar sólo el peso estático. También es necesario tener en cuenta las cargas dinámicas durante la manipulación y el transporte.

Para transformadores muy grandes, el transporte puede ser una parte importante del trabajo de ingeniería. El tanque puede experimentar vibraciones y aceleración durante el transporte por carretera o ferrocarril, por lo que la estructura debe diseñarse en consecuencia.

Las bridas se utilizan para tapas de tanques, radiadores, válvulas, conservadores, casquillos y otros componentes.

Una conexión de brida bien-diseñada debe proporcionar la resistencia adecuada y, lo que es más importante, mantener una compresión uniforme de la junta a lo largo del tiempo.

El diseño de la brida suele considerar:

Resistencia mecánica

Capacidad del perno

Compresión de juntas

Precisión de soldadura

Tolerancias de mecanizado

Rendimiento de sellado-a largo plazo

La junta en sí también debe ser compatible con el aceite del transformador y la temperatura de funcionamiento esperada.

Las fugas de aceite son una de las cosas que los fabricantes de transformadores definitivamente quieren evitar.

Los posibles puntos de fuga incluyenbridas-de cubierta de tanque, conexiones de radiador, válvulas, interfaces de casquillo, tapas de inspección y juntas de tuberías.

Por esa razón, el sellado debe considerarse desde el inicio del proceso de diseño del tanque. No debe tratarse como un detalle de montaje final.

La calidad de la soldadura también importa aquí. Las soldaduras deficientes pueden convertirse en puntos de fuga, especialmente cuando el tanque está sujeto a presión de aceite, cambios de temperatura o condiciones de vacío.

Un buen sellado también ayuda a mantener la humedad fuera del transformador. Esto es especialmente importante para los transformadores de alto-voltaje porque la humedad puede tener un efecto significativo en el rendimiento del aislamiento y el envejecimiento.

La parte activa debe permanecer en la posición correcta dentro del tanque.

Esto se vuelve particularmente importante durante el transporte. Los transformadores grandes pueden experimentar cargas de vibración, aceleración y impacto, y el conjunto del núcleo y el devanado no deben moverse innecesariamente.

Las estructuras de posicionamiento proporcionan restricción mecánica al tiempo que evitan una tensión excesiva en la parte activa.

La estructura también debe ser práctica. Debe permitir el montaje y el mantenimiento sin dificultar innecesariamente el trabajo en el transformador.

Para los transformadores que utilizan circulación forzada de aceite, el aceite debe llegar a los lugares correctos.

No basta con instalar una bomba y dar por sentado que el problema de refrigeración está resuelto.

Una mala distribución interna del aceite puede dejar ciertas áreas de bobinado insuficientemente enfriadas, creando puntos calientes locales incluso cuando el caudal general de aceite parece aceptable.

Se pueden utilizar placas guía, particiones y canales de flujo para dirigir el petróleo a través de las regiones requeridas. Su diseño debe coordinarse con los cálculos térmicos del transformador.

Idealmente, el sistema debería proporcionar una buena distribución del aceite y al mismo tiempo mantener las pérdidas de presión bajo control.

El flujo magnético de fuga de los devanados puede ingresar al tanque de acero. Esto puede crear corrientes parásitas en las paredes del tanque, lo que provoca pérdidas adicionales y calentamiento localizado.

El problema se vuelve más evidente en los transformadores-de gran capacidad.

Se puede instalar blindaje magnético en áreas donde el flujo de fuga es particularmente fuerte. El blindaje adecuado ayuda a reducir las pérdidas perdidas y a prevenir un aumento excesivo de la temperatura del tanque.

Sin embargo, el blindaje no es simplemente una cuestión de añadir placas de metal dondequiera que haya un flujo de fuga. Es necesario considerar cuidadosamente la geometría, el material, la posición y la disposición de la conexión a tierra.

El blindaje electromagnético está estrechamente relacionado con el blindaje magnético, pero los dos no son exactamente lo mismo.

Los cables, casquillos, extremos de bobinado y otros componentes de alta-corriente pueden producir campos electromagnéticos concentrados. Estos campos deben tenerse en cuenta al diseñar el tanque y su sistema de blindaje.

Para transformadores de potencia de gran tamaño, la simulación electromagnética puede resultar útil para identificar áreas con alta densidad de flujo y posibles problemas de pérdidas-parásitas.

El análisis de elementos-finitos, por ejemplo, puede ayudar a los ingenieros a realizar ajustes antes de fabricar el tanque. Por lo general, esto es mucho más fácil que intentar solucionar un problema de calefacción después de que el transformador ya esté construido.

El ruido del transformador proviene de varias fuentes, incluida la magnetoestricción del núcleo, las fuerzas electromagnéticas y la vibración mecánica.

El tanque puede transmitir esta vibración e irradiarla en forma de ruido audible.

Esto puede convertirse en una verdadera preocupación cuando los transformadores se instalan cerca de edificios residenciales, hospitales, instalaciones comerciales, centros de datos u otras áreas-sensibles al ruido.

Por lo tanto, durante la etapa de diseño se deben considerar la rigidez del tanque, la disposición de los refuerzos y las vías de transmisión de vibraciones.

La reducción de ruido no significa necesariamente que el tanque sea extremadamente grueso. En muchos casos, un diseño estructural más inteligente puede controlar la vibración sin añadir peso innecesario.

Los casquillos y las juntas de tuberías son interfaces importantes entre el tanque del transformador y el equipo externo.

Un elevador de buje debe proporcionar soporte mecánico adecuado y al mismo tiempo mantener las distancias de aislamiento eléctrico requeridas. También debe tener en cuenta las tolerancias de instalación y la expansión térmica.

Las uniones de tuberías para radiadores, conservadores, refrigeradores y válvulas deberían disponerse de manera que la instalación y el mantenimiento sigan siendo prácticos.

En transformadores grandes, esta disposición también afecta las dimensiones de transporte. Una conexión que funcione perfectamente dentro de la fábrica puede crear problemas cuando el transformador tiene que pasar por una ruta de transporte estrecha.

Así que, nuevamente, los requisitos mecánicos, eléctricos y de transporte deben considerarse juntos.

El diseño de untanque de aceite del transformadorImplica mucho más que seleccionar el espesor correcto de la placa de acero.

La resistencia mecánica, el rendimiento térmico, el flujo de aceite, el sellado, los efectos electromagnéticos, la vibración y los procesos de fabricación están todos relacionados.

factor de diseño	Objetivo principal
Resistencia mecánica	Soportar cargas de operación, elevación y transporte.
Rigidez del tanque	Reducir la deformación bajo presión de aceite y vacío.
Caza de focas	Evite las fugas de aceite del transformador y la entrada de humedad.
Diseño térmico	Proporcionar una disipación de calor y refrigeración adecuadas.
flujo de aceite	Garantizar una refrigeración eficaz de los devanados y el núcleo.
Blindaje magnético	Reducir las pérdidas perdidas y el calentamiento local del tanque
Diseño electromagnético	Controlar el flujo de fugas y los efectos electromagnéticos.
control de ruido	Reducir la vibración y el ruido irradiado del transformador.
Diseño de brida	Mantenga un sellado confiable-a largo plazo
Estructura elevadora	Proporcionar un manejo e instalación seguros
Estructura de posicionamiento	Asegure la parte activa durante el transporte.
Disposición de tuberías y elevadores.	Cumplir con los requisitos mecánicos, eléctricos y de mantenimiento.
Fabricación	Controlar la deformación de la soldadura y las tolerancias dimensionales.

En el caso de los transformadores de alto-voltaje, estos factores están aún más estrechamente relacionados. Un cambio en la estructura del tanque puede afectar el flujo de aceite. Un cambio en la disposición de los casquillos puede afectar los espacios libres de aislamiento y las dimensiones de transporte. Un cambio en la disposición del blindaje puede afectar las pérdidas parásitas.

En otras palabras, el diseño del tanque es parte del diseño del transformador-no una idea de último momento.

A medida que aumentan la capacidad y el voltaje del transformador, el tanque de aceite se convierte en un componente de ingeniería más exigente.

Un transformador de 500 kV, por ejemplo, puede contener una gran cantidad de aceite aislante y tener unas dimensiones muy importantes. Es posible que el tanque deba acomodar varios radiadores o refrigeradores, bombas de aceite, casquillos, equipos de alivio de presión-, conexiones de conservador y accesorios de transporte.

Al mismo tiempo, los niveles elevados de corriente pueden aumentar el flujo de fuga y las pérdidas parásitas. Por lo tanto, las áreas cercanas a los extremos de los devanados y a los cables de alta-corriente pueden necesitar análisis y blindaje electromagnético adicional.

ParaTransformadores convertidores ±500kV, los requisitos son aún más exigentes. Estos transformadores suelen ser muy grandes y el diseño de su tanque debe tener en cuenta la coordinación del aislamiento, el rendimiento de refrigeración, la carga térmica, la resistencia mecánica y las condiciones de transporte.

Lo mismo se aplica aReactores paralelos de 330kV y 500kV. Sus tanques de aceite deben soportar efectos electromagnéticos, vibraciones, enfriamiento, sellado y cargas de transporte manteniendo la resistencia mecánica requerida.

Incluso un tanque bien-diseñado puede causar problemas si la calidad de fabricación no es lo suficientemente buena.

La calidad de la placa de acero, la precisión del corte, los procedimientos de soldadura, el mecanizado de bridas, las tolerancias dimensionales, las pruebas de fugas y el tratamiento de la superficie tienen un impacto directo en el acabado.tanque transformador.

La soldadura merece especial atención. Demasiado calor puede causar deformación, mientras que una penetración inadecuada o una mala calidad de la soldadura pueden provocar fugas.

Después de la fabricación, los tanques de los transformadores pueden someterse a pruebas de fugas, inspecciones dimensionales y otros controles de calidad. Estas inspecciones ayudan a verificar que el tanque sea apto para la parte activa, radiadores, casquillos y demás componentes.

Para transformadores de exportación grandes, las dimensiones de transporte también deben verificarse cuidadosamente. Los puntos de elevación, los puntos de elevación y los accesorios de transporte deben diseñarse para la ruta real y el método de manipulación-no simplemente agregarse al final de la producción.

Transformador Yaweidiseña y fabrica transformadores-inmersos en aceite y estructuras de tanques de soporte para diferentes niveles de voltaje y aplicaciones.

Eltanque de aceite del transformadorSe puede diseñar de acuerdo con la capacidad del transformador, la clase de voltaje, el método de enfriamiento, el entorno de instalación, las condiciones de transporte y los requisitos del cliente.

Para transformadores de distribución más pequeños, la atención se centra normalmente en una construcción compacta, una refrigeración eficaz y un sellado fiable. Para transformadores de potencia grandes, el diseño se vuelve más completo y abarca resistencia mecánica, flujo de aceite, blindaje electromagnético, control de ruido, elevación y transporte.

Desde tanques de transformadores estándar hasta estructuras personalizadas para transformadores de alto-voltaje y gran-capacidad, el tanque debe funcionar como parte del sistema completo del transformador.

Para tu próximotanque de aceite del transformador, transformador-inmerso en aceite o proyecto de transformador de potencia-de alto voltaje, Yawei Transformer puede proporcionar soporte de ingeniería y fabricación según los requisitos técnicos específicos de la aplicación.

Contactar ahora

P: ¿Qué tan pronto se puede entregar el transformador?

R: Depende de la cantidad y capacidad del transformador, normalmente dentro de un mes desde la fecha del dibujo confirmada por el comprador.

P: ¿Cuánto tiempo puede ofrecer la garantía de calidad?

R: 24 meses desde la fecha en que operó el transformador.

P: ¿Qué método de pago aceptan?

R: Se prefiere T/T (transferencia bancaria), se aceptan L/C.