Análisis completo del conservador de aceite de transformador

Índice de documentos:

1. Estructura básica y posicionamiento de la instalación.

2. Principio de funcionamiento básico

3. Cinco funciones básicas

4. Principales tipos de estructuras y comparación de características

5. Componentes básicos de soporte

6. Puntos diarios de operación y mantenimiento y tratamiento de fallas comunes

7. Conclusión

 

¿Qué es un conservador de aceite en un transformador?

El conservador de aceite, también conocido como tanque de almacenamiento de aceite, es un componente auxiliar central indispensable de los transformadores-inmersos en aceite. Desempeña un papel fundamental en la regulación del volumen de aceite, la protección de la calidad del aceite y el monitoreo del estado operativo, lo que está directamente relacionado con la seguridad del aislamiento y la vida útil de los transformadores.

 

 

1. Estructura básica y posicionamiento de la instalación.

El cuerpo principal de un conservador de aceite es principalmente un contenedor cilíndrico horizontal soldado por placas de acero, con un volumen convencional que representa aproximadamente del 8 % al 10 % del volumen total del tanque de aceite del transformador. Por lo general, se monta horizontalmente en un lado de la parte superior del tanque y se conecta al circuito interno de aceite del tanque a través de un tubo de conexión inferior mediante un relé Buchholz.

 

En condiciones normales de funcionamiento, sólo aproximadamente la mitad del aceite del transformador se almacena en el conservador, con espacio reservado para adaptarse a las fluctuaciones de volumen causadas por los cambios de temperatura del aceite. Mientras tanto, el nivel de aceite más bajo del conservador debe ser más alto que el tubo ascendente del casquillo de alto voltaje-del transformador, lo que garantiza que el casquillo, el núcleo de hierro y los devanados estén siempre sumergidos en aceite aislante para mantener un aislamiento estable y un rendimiento de disipación de calor.

 

2. Principio de funcionamiento básico

 

La lógica de funcionamiento del conservador de aceite se basa en la propiedad física de expansión térmica y contracción en frío del aceite del transformador, logrando un equilibrio dinámico del nivel de aceite dentro del tanque:

 

• Cuando la carga del transformador aumenta y la temperatura ambiente aumenta, la temperatura interna del aceite aumenta y el volumen del aceite aislante aumenta. El exceso de aceite en el tanque fluirá hacia el conservador para su almacenamiento, evitando una presión interna excesiva del tanque;
• Cuando la carga disminuye y la temperatura ambiente desciende, la temperatura del aceite cae y el volumen del aceite aislante disminuye. El aceite en el conservador fluirá automáticamente de regreso al tanque, manteniendo siempre el tanque lleno con aceite aislante y evitando fallas de aislamiento y mala disipación de calor causadas por núcleos y devanados de hierro expuestos.

 

Sin un conservador de aceite, el nivel de aceite en el tanque fluctuaría directamente con la temperatura. No solo habría riesgo de rotura del aislamiento debido a los devanados expuestos cuando el nivel de aceite baje, sino que el aceite a alta-temperatura en la capa superior también entraría en contacto directo con una gran cantidad de aire, acelerando la oxidación del aceite y la absorción de humedad y acortando en gran medida la vida útil del aceite del transformador.

 

3. Cinco funciones básicas

 

3.1 Compensación de volumen y regulación del nivel de aceite (función principal)

 

Esta es la función más fundamental y central del conservador de aceite. Al almacenar y reponer dinámicamente el aceite aislante, mantiene un estado de pleno-aceite en el tanque en todas las condiciones operativas y rangos de temperatura estacionales, evitando el desbordamiento y la sobrepresión del aceite debido a niveles de aceite excesivamente altos, así como fallas de aislamiento y disipación de calor debido a niveles de aceite excesivamente bajos.

 

3.2 Retrasar la oxidación del aceite y extender la vida útil del aceite

 

El conservador de aceite reduce en gran medida el área de contacto entre el aceite aislante y el aire. Además, la temperatura del aceite dentro del conservador es mucho más baja que la temperatura de funcionamiento del aceite de la capa superior del tanque, lo que ralentiza significativamente la velocidad de reacción de oxidación del aceite. Combinado con una estructura sellada, puede aislar aún más el aire, retardar eficazmente el deterioro de la calidad del aceite y extender el ciclo de reemplazo del aceite del transformador.

 

3.3 Aislar la humedad y las impurezas para garantizar la resistencia del aislamiento

 

Equipado con un respiradero deshidratante, el conservador de aceite puede filtrar el aire que ingresa al interior, impidiendo que la humedad externa y el polvo invadan el sistema de aceite. Mientras tanto, la estructura de sedimentación en la parte inferior del conservador permite que las impurezas y los lodos de aceite se asienten naturalmente, evitando que entren al tanque, contaminando el aceite aislante y reduciendo la resistencia del aislamiento.

 

3.4 Respaldo de la estabilidad de los sistemas de refrigeración y aislamiento

 

Al mantener un estado de aceite lleno-en el tanque, se garantiza que los componentes centrales, como los núcleos de hierro y los devanados, estén completamente sumergidos en aceite aislante. Esto no solo garantiza la confiabilidad del aislamiento sumergido en aceite-, sino que también garantiza la integridad de la ruta de enfriamiento de la circulación de aceite caliente y evita fallas de sobrecalentamiento locales.

 

3.5 Proporcionar interfaces para operación, mantenimiento y monitoreo

 

El indicador de nivel de aceite instalado en el lateral del conservador puede reflejar intuitivamente el estado del nivel de aceite interno y sirve como uno de los puntos de monitoreo principales para la inspección diaria del transformador. Además, el puerto de llenado de aceite reservado y el puerto de purga en el conservador proporcionan interfaces convenientes para mantenimiento, llenado de aceite, filtrado de aceite y otras operaciones de operación y mantenimiento.

 

4. Principales tipos de estructuras y comparación de características

 

Según los métodos de sellado y compensación, los conservadores de aceite convencionales se dividen en tres categorías: tipo cápsula, tipo diafragma y tipo fuelle. Todas ellas son estructuras selladas y han reemplazado completamente a los primeros conservadores de aceite de tipo abierto-.

 

4.1 Conservador de aceite tipo cápsula

 

Estructura y principio: Una cápsula de caucho de nitrilo (hecha de caucho de nitrilo con tela reforzada con nailon) está instalada dentro del cilindro conservador. La cavidad interior de la cápsula está conectada a la atmósfera a través de un tubo de respiración y un respiradero deshidratador, mientras que el aceite del transformador llena el espacio fuera de la cápsula. Cuando el volumen de aceite se expande, el aumento del nivel de aceite comprime la cápsula y el aire del interior se descarga a través del respiradero; Cuando el volumen de aceite se reduce, la cápsula inhala aire externo y se expande, empujando el aceite de regreso al tanque. El aceite nunca entra en contacto directo con el aire durante todo el proceso.

 

Ventajas: Estructura simple, instalación y reemplazo convenientes, amplia adaptabilidad a los niveles de voltaje y costo relativamente bajo.

 

Desventajas: El material de caucho es propenso a envejecer y agrietarse después de-inmersión prolongada en aceite, con riesgo de fugas de micro-poros; El aire residual dentro del gabinete puede causar un nivel de aceite falso, lo que genera una probabilidad relativamente alta de errores en el monitoreo del nivel de aceite.

 

4.2 Conservador de aceite tipo diafragma

 

Estructura y principio: El conservador consta de cilindros semicirculares superior e inferior empalmados por bridas, con una capa de diafragma de goma (tela de nailon intercalada con neopreno) sujeta en el medio. El diafragma flota sobre la superficie del aceite, separando completamente la cámara de aire superior de la cámara de aceite inferior. Cuando el nivel de aceite aumenta, el diafragma flota hacia arriba y se descarga el aire de la cámara de aire; cuando el nivel de aceite baja, el diafragma baja y el aire externo se repone en la cámara de aire, aislando el aceite del aire.

 

Ventajas: El diafragma soporta una fuerza uniforme, es menos propenso al desgaste local en comparación con el tipo de cápsula y tiene una mejor estabilidad de sellado.

 

Desventajas: Altos requisitos de planitud de bridas y proceso de sellado durante la instalación, con gran dificultad de desmontaje y mantenimiento; El diafragma de goma también enfrenta problemas de envejecimiento y es probable que se produzcan filtraciones de aceite en los bordes después de un funcionamiento prolongado-.

 

4.3 Conservador de aceite tipo fuelle

Estructura y principio: Se utiliza un expansor metálico compuesto por fuelles de acero inoxidable soldados como elemento de compensación de volumen, reemplazando las piezas de goma para lograr un aislamiento completo del aceite del aire. Se divide en tipo de aceite interno (el aceite fluye dentro del fuelle) y tipo de aceite externo (el aceite fluye fuera del fuelle), entre los cuales el tipo de aceite interno ofrece un mejor rendimiento de sellado. Se adapta al cambio de volumen del aceite aislante mediante la expansión y contracción elástica del fuelle metálico.

 

 

Ventajas: El material metálico no presenta problemas de envejecimiento, tiene una larga vida útil, una confiabilidad de sellado extremadamente alta y casi no requiere mantenimiento; ningún precipitado de caucho contamina el aceite, lo que proporciona el mejor efecto de protección de la calidad del aceite.

 

Desventajas: Proceso de fabricación complejo, alto costo y volumen relativamente grande; El fuelle tiene riesgos de atascarse y agrietarse por fatiga, y requiere un reemplazo total una vez defectuoso, lo que resulta en altos costos de mantenimiento.

 

4.4 Comparación de las características principales de tres tipos de conservadores de petróleo

 

 

Dimensión característica	Conservador de aceite tipo cápsula	Conservador de aceite tipo diafragma	Conservador de aceite tipo fuelle
Material de sellado	Cápsula de caucho de nitrilo	Diafragma de caucho reforzado con tela-	Fuelles de acero inoxidable
Vida útil	5 a 8 años (caucho propenso a envejecer)	8 a 10 años	Más de 15 años
Confiabilidad del sellado	Promedio, propenso a fugas de micro-poros	Buenos y altos requisitos de instalación.	Sellado totalmente metálico-extremadamente alto
Costo de mantenimiento	Bajo, la cápsula se puede reemplazar por separado	Dificultad de desmontaje media, alta	Bajo, casi sin mantenimiento-
Costo de adquisición	Bajo	Medio	Alto
Riesgo de nivel de aceite falso	relativamente alto	Medio	Bajo
Escenarios de aplicación	Transformadores de distribución de media y baja tensión	Transformadores principales-pequeños y medianos	Transformadores principales grandes-de alto-voltaje-voltaje

 

Recomendaciones de selección para diferentes niveles de voltaje y escenarios de aplicación

 

Lo que más les importa a los clientes es "qué tipo debo elegir para mi proyecto". Ha comparado las características de los tres tipos en su contenido, pero unas pautas de selección claras se pueden complementar de la siguiente manera:

 

• Transformadores de distribución de 35 kV y menos: el tipo de cápsula ofrece el mejor rendimiento en términos de costos.
• Transformadores principales de 110 kV y superiores: se recomienda el tipo de fuelle metálico, que presenta una larga vida útil, funcionamiento sin mantenimiento-e indicación precisa del nivel de aceite.
• Entornos especiales, como regiones alpinas o de alta-humedad: se dará prioridad al tipo de fuelle con un rendimiento de sellado superior.

 

5. Componentes básicos de soporte

 

La funcionalidad completa del conservador de aceite depende de la coordinación de múltiples componentes auxiliares:

 

• Indicador de nivel de aceite: Instalado en el costado del conservador, disponible en tipo tubo de vidrio, tipo puntero, tipo solapa magnética, etc. Muestra el nivel de aceite en tiempo real y la mayoría de los modelos están equipados con contactos de alarma de nivel de aceite más alto y más bajo que se pueden conectar a un sistema de monitoreo para alarma remota.
• Relevo BuchholzTubería de conexión: La tubería entre el conservador y el tanque, con un relé Buchholz conectado en serie. Sirve como paso de aceite y ruta de transmisión de señales para protección de gas en caso de fallas internas del transformador.
• Respirador deshidratante: Montado en la boquilla de respiración del conservador, lleno de gel de sílice que cambia de color-en su interior. Filtra la humedad y las impurezas del aire que ingresa al conservador y evita que la humedad invada el sistema de aceite.
• Colector de suciedad y válvula de purga: Ubicado en la parte inferior del conservador, se utiliza para depositar impurezas, humedad y lodos de aceite en el aceite. La purga regular puede mantener eficazmente la limpieza del aceite.
• Interfaz de llenado y escape de aceite: Se utiliza para el llenado y reabastecimiento de aceite del transformador, así como para expulsar el aire interno durante el llenado de aceite para evitar niveles falsos de aceite.

 

6. Puntos diarios de operación y mantenimiento y tratamiento de fallas comunes

 

6.1 Monitoreo del estado operativo

 

• Nivel de aceite-verificación de vinculación de temperatura del aceite: Durante la etapa de puesta en marcha inicial y la inspección diaria, verificar la correspondencia entre la indicación del nivel de aceite y la temperatura del aceite. En condiciones normales, el nivel de aceite debería cambiar linealmente con la temperatura del aceite. La correlación anormal indica posibles problemas como un nivel de aceite falso, un atasco en el indicador de nivel de aceite o un bloqueo del respiradero, que requieren una solución de problemas oportuna.
• Inspección de apariencia: Verifique si hay filtraciones de aceite o deformaciones en la carcasa del conservador, si hay una indicación clara del medidor de nivel de aceite y si el gel de sílice en el respiradero deshidratante ha cambiado de color debido a la absorción de humedad.

 

6.2 Puntos O&M estacionales

 

• Período de altas-temperaturas en verano: Concéntrese en monitorear el nivel máximo de aceite para evitar que el nivel de aceite supere el-límite y se desborde causado por el aumento continuo de temperatura. El aceite se puede drenar adecuadamente para realizar ajustes si el nivel de aceite se acerca al límite superior.
• Período de bajas-temperaturas en invierno: Preste mucha atención al nivel mínimo de aceite para evitar un volumen insuficiente de aceite debido a la baja temperatura. Se requiere un reabastecimiento de aceite oportuno si el nivel de aceite cae por debajo de la línea estándar, para evitar fallas de aislamiento de los devanados expuestos.

 

6.3 Especificaciones de la operación de llenado de aceite

 

• Escape completamente el aire dentro del conservador antes de llenar el aceite para evitar un nivel falso de aceite causado por la expansión térmica y la contracción fría del aire residual;
• Controlar adecuadamente la velocidad de llenado de aceite y cooperar con las operaciones de escape para garantizar una indicación precisa del nivel de aceite;
• Utilice aceite de transformador calificado de la misma marca y lote para el reabastecimiento para evitar el deterioro del aceite debido a productos de aceite mezclados.

 

6.4 Fallos comunes y soluciones

 

• falso nivel de aceite: Principalmente causado por aire interno residual, bloqueo del respiradero o atasco/daño del flotador del indicador de nivel de aceite. Cuando se produce un nivel de aceite falso, primero verifique la permeabilidad del respiradero y luego extraiga el aire dentro del gabinete. Apague para mantenimiento si el indicador de nivel de aceite está defectuoso.
• Fuga en el sello: El envejecimiento y el agrietamiento de las cápsulas/diafragmas y los sellos de brida defectuosos provocarán fugas de aceite o entrada de humedad. Los sellos de goma deben reemplazarse periódicamente y las piezas dañadas deben inspeccionarse rápidamente cuando se encuentren fugas.
• Fuga del expansor de fuelle: Un nivel de aceite anormal o una acumulación de aceite en la mirilla de un conservador de fuelle-probablemente indica que el fuelle está agrietado y tiene fugas. Comuníquese con el fabricante para realizar el mantenimiento de inmediato y se puede instalar un respiradero deshidratante temporal para retrasar el deterioro de la calidad del aceite mientras se espera la reparación.

 

7. Conclusión

 

Como "regulador del volumen de aceite" y "protector de la calidad del aceite" de los transformadores-inmersos en aceite, el conservador de aceite es un componente clave que garantiza el funcionamiento seguro y estable de los transformadores. Diferentes tipos de conservadores son adecuados para diferentes niveles de voltaje y escenarios de aplicación. La operación y el mantenimiento diarios estandarizados pueden extender efectivamente la vida útil del aceite del transformador y del equipo en su conjunto, y reducir los riesgos operativos del sistema eléctrico.