Bei natürlich ölumlaufenden Transformatoren (ONAN/ONAF usw.) werden Leitbleche (auch Ölprallbleche genannt) in den Wicklungen als Kühlstruktur weit verbreitet eingebaut, um vor allem das Problem des Kurzschlussflusses des Öls im Inneren des Transformators zu beheben. Sie zwingen das Kühlöl, durch die horizontalen Kanäle zwischen den Scheibenspulen zu fließen, wodurch die "Heißpunkttemperatur" der Wicklungen erheblich gesenkt wird.
Die spezifischen Gründe und Kühlmechanismen sind wie folgt:
1. Behebung des "Ölfluss-Kurzschlusses" bei natürlicher Konvektion
Bei herkömmlichen Spulenstrukturen ohne Leitbleche (wie fortlaufende oder verschachtelte Scheibenwicklungen) verlässt sich das Kühlöl hauptsächlich auf den durch Wärmeausdehnung erzeugten Auftrieb (Thermosiphon-Effekt), um natürlich aufzusteigen.
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Widerstandsunterschiede: Die vertikalen Ölkanäle auf der Innen- und Außenseite der Wicklung haben große Querschnittsflächen und somit einen geringen Strömungswiderstand, während die horizontalen Kanäle zwischen benachbarten Scheibenspulen eng sind und einen hohen Strömungswiderstand aufweisen.
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Kurzschlussphänomen: Wenn das Kühlöl aufsteigt, neigt es naturgemäß dazu, dem Weg des geringsten Widerstands – den vertikalen Kanälen – zu folgen, wodurch es die horizontalen Passagen effektiv umgeht. Infolgedessen wird der Ölfluss innerhalb der Scheibenspulen (besonders tief in den horizontalen Kanälen) extrem langsam oder kommt sogar zum Stillstand. Wärme kann nicht effektiv abgeführt werden, was ein hohes Risiko für gefährliche lokale Hotspots schafft.
Vziman SZ-Serie Natürlich ölumlaufender Transformator
2. Erzwungene Strömungsumlenkung durch Leitbleche (S-förmiger oder Z-förmiger Ölfluss)
Um dieses ineffiziente Strömungsregime zu überwinden, werden isolierende Prallbleche (Leitbleche) in regelmäßigen Abständen entlang der Wicklungshöhe abwechselnd in den vertikalen Kanälen platziert.
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Änderung des Strömungswegs: Die Leitbleche blockieren den direkten vertikalen Durchgang und zwingen das durch Auftrieb aufsteigende Öl, die Richtung zu ändern. Es muss horizontal durch die horizontalen Kanäle zwischen den Scheibenspulen fließen und dann in den vertikalen Kanal auf der gegenüberliegenden Seite ausweichen, um seinen Aufstieg fortzusetzen.
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Erzeugung einer mäanderförmigen Strömung: Durch das abwechselnde Anordnen von Leitblechen in den inneren und äußeren vertikalen Kanälen wird das Öl in einen zickzackförmigen "Z"- oder "S"-förmigen Pfad gezwungen, wodurch Strömungstotzonen effektiv eliminiert werden.
3. Erzielte wichtige technische Vorteile
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Deutliche Reduzierung der Heißpunkttemperatur: Das Erzwingen des Ölflusses quer über die Spulenoberflächen leitet Wärme aus dem Inneren der Wicklungen schnell ab, unterdrückt effektiv lokale Überhitzung und schützt die Lebensdauer des Isolierpapiers.
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Verbesserter konvektiver Wärmeübergangskoeffizient: Die Leitbleche verringern den Strömungsquerschnitt, was die Ölgeschwindigkeit durch die horizontalen Kanäle erhöht. Dies verstärkt den konvektiven Wärmeaustausch zwischen dem Öl und den Spulenoberflächen und verbessert die gesamte Wärmeableitung.
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Gleichmäßigere Temperaturverteilung: Der gesamte Temperaturgradient vom Boden bis zur Oberseite der Wicklung wird gleichmäßiger, was die thermische Spannung reduziert.
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Erhöhte Transformatorleistung und Lebensdauer: Ohne zusätzliche externe Leistung (d. h. keine Ölpumpen für erzwungenen Umlauf) oder Vergrößerung der Transformatorgröße verbessert allein diese interne Strukturoptimierung die Kühleffizienz erheblich, was direkt die Überlastfähigkeit und die Lebensdauer der Isolierung steigert.
Zusammenfassung: Der Einbau von Leitblechen in natürlich ölumlaufenden Transformatoren entspricht der Realisierung einer "internen gerichteten Strömungsführung" innerhalb eines passiven Naturkonvektionssystems. Diese kostengünstige, nutzenbringende Strukturverbesserung ist zu einem unverzichtbaren Standardmerkmal im Spulenkühldesign moderner Transformatoren mittlerer und großer Kapazität geworden.
Aufbauend auf der effizienten Wärmeableitungsgrundlage des natürlichen Ölumlaufs mit Leitblechen, integriert der Vziman-Transformator ferner eine integrierte abgedichtete Bauweise (15 % Volumenreduzierung) und einen verlustarmen Kern, wodurch eine bemerkenswerte Energieeffizienzverbesserung von über 8 % sowohl bei den Leerlauf- als auch bei den Lastverlusten erreicht wird.
Ausgestattet mit einem eingebauten hochpräzisen intelligenten Spannungsregelmodul (≤±0,5 %) und einem fortschrittlichen Überwachungssystem, gewährleistet es hohe Zuverlässigkeit und geräuscharmen Betrieb (≤55 dB) bei gleichzeitiger deutlicher Reduzierung der langfristigen Wartungskosten. Dieses Produkt ist die ideale Wahl für Kraftwerke, Umspannwerke und Industrie-/Bergbauunternehmen, die sowohl hohe Leistung als auch wirtschaftliche Vorteile anstreben.
Bearbeitet von: Echo
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