Sıvı dielektrik transformatörler: nasıl çalışırlar?

Sıvı dielektrik içine daldırılmış transformatörler, elektrik şebekesi için en ekonomik, güvenli ve sürdürülebilir teknoloji olarak kullanılmaktadır

Transformatörler, türlerine bağlı olarak elektrik enerjisini mümkün olan en verimli şekilde dönüştürmek için bir dizi avantaj sunan elektrik şebekesinin temel bir unsurudur. Yakın zamanda bu elemanların nasıl çalıştığını öğrendikse, bugün en iyi bilinen alternatiflerden biri olan sıvı dielektrik içine daldırılmış transformatörlerin, yani dalgıç transformatörlerin çalışma prensibini ve avantajlarını inceleyeceğiz. Teknik kontroller, bu tip transformatörü en rekabetçi olarak belirlemiştir, ancak neden? Öncelikle nasıl çalıştığına ve temel özelliklerinin neler olduğuna kısaca bir bakalım.

Bu elektrik makinesini tanımlayan temel özellik, parçanın iç elemanlarının büyük bir bölümünün sıvı dielektrik (bazı durumlarda bir tür organik yağ olabilir) içine tamamen daldırılmış olmasıdır; bu, elektromanyetik indüksiyon sürecinde enerjinin şebekenin ihtiyaçlarına göre dönüştürüldüğü süreçte enerjiyi aktarmak için yalıtkan malzemelerden biri olarak işlev görür. Bu nedenle, bu sıvının üç ana yalıtım özelliği vardır:

• Elektrik yalıtımı: Transformatör elemanlarına dahil edilen sıvı dielektrik, sargılar (elektrik teli devresi) ile transformatör çekirdeği arasında ayırıcı görevi görerek kısa devreleri önlemeye yardımcı olan yüksek rijitlikte dielektrik özelliklere sahiptir. Ayrıca, aşındırıcı kükürt veya inorganik asitler içermediğinden, parçanın iletkenlerinin ve metalik elemanlarının aşınması önlenir.
• Isıl yalıtım: Yalıtım işlevlerinden bir diğeri de, çalışma sırasında oluşan ısıyı dağıtmak için soğutucu görevi görerek bu elemanın aşırı ısınmasından kaynaklanan riskleri azaltmaktır. Bunun nedeni, dışarıya düzgün bir ısı transferi sağlayan düşük viskozitesidir.
• Çevresel yalıtım: Ayrıca, sıvı dielektrik, transformatörün kullanım ömrünü ve dolayısıyla elektrik şebekesinin çalışabilirliğini artırmak için mükemmel bir müttefik görevi görerek bobinlerini nem ve toz gibi çevresel etkenlerden korur; su ile emülsiyonlara karşı direnci ise oksidasyonu önler ve iç çamur oluşumunu kolaylaştırır. Ayrıca, yağ, elektrik şebekesinde soğuğun etkilerini önlemede bir müttefik olarak öne çıkar ve bu tür yalıtım sıvısı düşük bir donma noktasına sahiptir.

Sıvı dielektrik türleri arasında silikon, mineral, ester veya bitkisel kökenli bileşikler bulunur; bunlar, tesisatın teknik gereksinimlerine bağlı olarak çeşitli şekillerde değişiklik gösterir. Bu nedenle, kullandıkları yalıtım sıvılarının çeşitliliği göz önüne alındığında, bunlara daldırılmış transformatörler denmesi oldukça yaygındır.

Sualtı trafolarının başlıca avantajları

Şimdi, bu trafo türünü neyin ayırt ettiğini bildiğimize göre, şebekeye hizmet etmek için bir teknoloji veya diğerini seçerken en alakalı kriterlere göre başlıca avantajlarını analiz edelim – bazılarını daha önce gördük.

Sıvı dielektrik trafolar ve güvenlik kriterleri

Elektrik şebekesinin işleyişi açısından en önemli kriterlerden biri, hem şebekenin kendisi hem de şebekede çalışanlar açısından güvenliktir ve elektrik, hayatımızın günlük bir unsuru olup çok önemli güvenlik önlemleri gerektirir. Bu anlamda, aşağıdaki infografikte görebileceğimiz gibi, sıvı dielektrik daldırma transformatörler her iki anlamda da en iyi olası çözüm olduğunu kanıtlamıştır.

Gerçek şu ki, yağ dolgulu transformatörler yüksek elektrik yükleri altında daha iyi performans gösterir ve bu sayede şebekede olabilecek aşırı gerilimlere rağmen tepki verebilirler. Dahası, yalıtım türleri sayesinde, termal stres durumlarında tipik olan aşırı ısınmaya karşı daha dirençlidirler; Bu, hem aşırı yüklere hem de gerilim dalgalanmalarına daha iyi dayanarak daha fazla dayanıklılık anlamına gelir.

Sıvı dielektrik transformatörler ve kurulum ve bakım maliyetleri

Önceki nokta kadar önemli olan bir diğer konu da, bir transformatör gibi şebekenin kritik bir unsurunun kurulum ve bakımının şebeke operatörleri ve kullanıcıları için getirdiği maliyettir. Bu anlamda, sıvı dielektrik içine daldırılmış transformatörler, kuru muadillerine göre açıkça daha rekabetçidir. Koruyucu bir muhafaza gerektirmemeleri, başlangıçta maliyetlerini önemli ölçüde azalttığı için boşuna değildir; Bu durum, yağın termal özellikleri nedeniyle soğutma aksesuarlarına ihtiyaç duymadıkları için daha düşük maliyetle daha iyi soğutma ve ısı dağılımı sağladıkları gerçeğini de ortaya koymaktadır.

Öte yandan, bu tip transformatörlerin dış mekan koşullarında kurulumu ve bakımı son derece kolaydır ve onları dış etkenlerden korumak için ek muhafazalara ihtiyaç duymazlar. Bu aynı zamanda, dielektrik sıvının değiştirilmesi sırasında (yüksek güçlü modellerde) daha uzun bir kullanım ömrü ve hizmet sırasında düşük yalıtım kaybı oranı nedeniyle daha az bakım anlamına gelir.

Tüm bu nedenlerden dolayı, sıvı yalıtımlı bir dielektrik transformatörün TCO -toplam sahip olma maliyeti- kuru muadillerine göre çok daha düşüktür; bu da daha pahalı ve bakımı daha masraflıdır.

Sıvı dielektrik transformatörler ve sürdürülebilirlik kriterleri

Ancak, ilgili kriterlerden bahsedecek olursak, sürdürülebilirlik veya çevresel kriterler en önemlilerinden biri olarak karşımıza çıkıyor. Ekonomimizin elektrifikasyonu, sürdürülebilir ve verimli elektrik şebekelerine dayanmalıdır; transformatörlerin yapı tipolojisi de buna katkıda bulunmaktadır.

Böylece, su altı transformatörlerinin, yağ sayesinde daha düşük seviyede endüksiyon gerektirmesi sayesinde kullanım sırasında daha düşük akustik etkiye sahip olduğunu ve çevrelerindeki yaşamı daha az etkilediğini gözlemliyoruz. Benzer şekilde, iklim değişikliğine bağlı ani hava olaylarına bağlı olarak bu tip transformatörlerin çevreye duyarlılığı daha az olduğundan, sel veya fırtına gibi doğal afetlerden etkilenme riski önemli ölçüde azalmaktadır. Bu, onları özellikle taşkın riski yüksek bölgelerde rekabetçi hale getiren bir noktadır.

Ürünün yaşam döngüsünü analiz ederek, teknolojik çözümün sürdürülebilir bir şekilde bize eşlik edip etmeyeceğini anlayacak olursak, su altı transformatörlerin Küresel Isınma Potansiyeli (Karbon Ayak İzi) ana kategorisinde daha düşük bir etkiye sahip bir LCA (yaşam döngüsü analizi) vardır. Ayrıca, LCA’nın ana etkisini temsil eden kullanım aşamasında daha yüksek verimliliğe (%90) ve endeksin belirttiğinden daha yüksek yük kayıtlarına sahiptir; bu da enerji verimliliği açısından daha da yüksek bir performansa dönüşür.

Bu nedenle, su altı trafoları elektrik şebekesinde en popüler seçenek haline gelmiştir. Bu yalıtım türünün teknik avantajları hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Projenizde size yardımcı olabilmemiz için bizimle iletişime geçin: