ट्रांसफॉर्मर कूलिंग मेथड्स | ओएनएएन से ओडीडब्ल्यूएफ़ समझाया गया

1. तेल-संलयन स्व-शीतलन (ONAN)

तेल-संलयन स्व-शीतलन का कार्य-प्रिंसिपल ट्रांसफोर्मर के अंदर उत्पन्न होने वाली ऊष्मा को ट्रांसफोर्मर तेल के प्राकृतिक संवहन द्वारा टैंक और शीतलन ट्यूबों की सतह पर स्थानांतरित करना है। फिर यह ऊष्मा हवा के संवहन और ऊष्मीय संचार के माध्यम से पर्यावरण में छिड़क दी जाती है। इस शीतलन विधि के लिए किसी भी विशेष शीतलन उपकरण की आवश्यकता नहीं होती।

लागू:

• 31,500 kVA तक की क्षमता और 35 kV तक का वोल्टेज स्तर वाले उत्पाद;

• 50,000 kVA तक की क्षमता और 110 kV तक का वोल्टेज स्तर वाले उत्पाद।

2. तेल-संलयन बल-शीतलन (ONAF)

तेल-संलयन बल-शीतलन ONAN के सिद्धांत पर आधारित है, जिसमें टैंक की सतह या शीतलन ट्यूबों पर माउंट किए गए पंखे शामिल होते हैं। ये पंखे बल-हवा प्रवाह द्वारा ऊष्मा विसर्जन को बढ़ाते हैं, जिससे ट्रांसफोर्मर की क्षमता और लोड-वहन क्षमता लगभग 35% बढ़ जाती है। संचालन के दौरान, लोहे का नुकसान, तांबे का नुकसान और अन्य ऊष्मा के रूपों का उत्पादन होता है। शीतलन प्रक्रिया इस प्रकार है: पहले, ऊष्मा चालक और वाइंडिंग के सतह और ट्रांसफोर्मर तेल में चालक और वाइंडिंग से ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। फिर, प्राकृतिक तेल संवहन द्वारा ऊष्मा निरंतर टैंक और रेडिएटर ट्यूबों की आंतरिक दीवारों पर स्थानांतरित होती है। अगले, ऊष्मा टैंक और रेडिएटरों की बाहरी सतहों पर चालक द्वारा स्थानांतरित होती है। अंत में, ऊष्मा हवा के संवहन और ऊष्मीय विकिरण के माध्यम से पर्यावरण में छिड़क दी जाती है।

लागू:

• 35 kV से 110 kV, 12,500 kVA से 63,000 kVA;

• 110 kV, 75,000 kVA से कम;

• 220 kV, 40,000 kVA से कम।

3. बल-तेल परिपथ बल-हवा शीतलन (OFAF)

50,000 से 90,000 kVA की क्षमता और 220 kV का वोल्टेज स्तर वाले ट्रांसफोर्मरों पर लागू।

4. बल-तेल परिपथ जल शीतलन (OFWF)

मुख्य रूप से जल विद्युत संयंत्रों में उत्थान ट्रांसफोर्मरों के लिए उपयोग किया जाता है, 220 kV और उससे अधिक वोल्टेज स्तर और 60 MVA और उससे अधिक की क्षमता वाले ट्रांसफोर्मरों पर लागू।

बल-तेल परिपथ शीतलन और बल-तेल परिपथ जल शीतलन का कार्य-प्रिंसिपल एक ही है। जब एक मुख्य ट्रांसफोर्मर बल-तेल परिपथ शीतलन का उपयोग करता है, तो तेल पंप तेल को शीतलन परिपथ में चलाते हैं। तेल कूलर उच्च-क्षमता वाले ऊष्मा विसर्जन के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए जाते हैं, जो अक्सर इलेक्ट्रिक पंखों द्वारा सहायता प्राप्त करते हैं। तेल परिपथ की गति को तीन गुना बढ़ाकर यह विधि ट्रांसफोर्मर की क्षमता को लगभग 30% बढ़ा सकती है। शीतलन प्रक्रिया में, डाइविंग तेल पंप तेल को चालक या वाइंडिंग के बीच के नलियों में डालते हैं ताकि ऊष्मा ले जाई जा सके। ट्रांसफोर्मर के शीर्ष से गर्म तेल को एक पंप द्वारा निकाला जाता है, कूलर में ठंडा किया जाता है, और फिर तेल टैंक के निचले हिस्से में वापस ले जाया जाता है, जिससे बल-तेल परिपथ लूप बनता है।

5. बल-तेल निर्दिष्ट परिपथ बल-हवा शीतलन (ODAF)

लागू:

• 75,000 kVA और उससे अधिक, 110 kV;

• 120,000 kVA और उससे अधिक, 220 kV;

• 330 kV वर्ग और 500 kV वर्ग ट्रांसफोर्मर।

6. बल-तेल निर्दिष्ट परिपथ जल शीतलन (ODWF)

लागू:

• 75,000 kVA और उससे अधिक, 110 kV;

• 120,000 kVA और उससे अधिक, 220 kV;

• 330 kV वर्ग और 500 kV वर्ग ट्रांसफोर्मर।

बल-तेल बल-हवा शीतलन ट्रांसफोर्मर कूलर के घटक

पारंपरिक विद्युत ट्रांसफोर्मरों में मैनुअल नियंत्रित पंख प्रणालियाँ लगी होती हैं। प्रत्येक ट्रांसफोर्मर में आमतौर पर छह सेट कूलिंग मोटर होते हैं जिनके लिए केंद्रीय नियंत्रण की आवश्यकता होती है। पंखों का संचालन ऊष्मीय रिले पर निर्भर करता है, जिनके विद्युत परिपथ कोंटैक्टरों द्वारा नियंत्रित होता है। पंखों को ट्रांसफोर्मर तेल के तापमान और लोड स्थितियों के आधार पर तार्किक निर्णय द्वारा चालू या बंद किया जाता है।

ये पारंपरिक नियंत्रण प्रणालियाँ बहुत अधिक मैनुअल हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है और उनमें नोटेबल दोष होते हैं: सभी पंख एक साथ चालू या बंद होते हैं, जिससे उच्च इनरश धारा उत्पन्न होती है जो सर्किट के घटकों को नुकसान पहुँचा सकती है। जब तेल का तापमान 45°C से 55°C के बीच होता है, तो आमतौर पर सभी पंखों को पूरी क्षमता पर चलाया जाता है, जो बहुत अधिक ऊर्जा की खपत और रखरखाव की चुनौतियों का कारण बनता है। पारंपरिक शीतलन नियंत्रण प्रणालियाँ मुख्य रूप से रिले, ऊष्मीय रिले और संपर्क-आधारित तार्किक सर्किट का उपयोग करती हैं। नियंत्रण तार्किक सिद्धांत जटिल होता है, और कंटैक्टरों का बार-बार स्विचिंग करने से संपर्क जलने का खतरा रहता है। इसके अलावा, पंखों में अक्सर ओवरलोड, फेज लॉस और अंडरवोल्टेज संरक्षण जैसी आवश्यक संरक्षण व्यवस्थाएँ नहीं होती हैं, जो संचालन की विश्वसनीयता को कम करती हैं और रखरखाव की लागत बढ़ाती हैं।

ट्रांसफोर्मर टैंक और शीतलन प्रणाली के कार्य

ट्रांसफोर्मर टैंक बाहरी एन्क्लोजर के रूप में कार्य करता है, जो कोर, वाइंडिंग और ट्रांसफोर्मर तेल को आश्रय देता है, साथ ही कुछ ऊष्मा विसर्जन क्षमता भी प्रदान करता है।

ट्रांसफोर्मर शीतलन प्रणाली तेल की ऊपरी और निचली परतों के तापमान के अंतर द्वारा तेल परिपथ बनाती है। गर्म तेल एक ताप-विनिमयक के माध्यम से गुजरता है जहाँ यह ठंडा होता है और फिर टैंक के निचले हिस्से में वापस ले जाया जाता है, जिससे तेल का तापमान कम हो जाता है। शीतलन की दक्षता को बढ़ाने के लिए वायु शीतलन, बल-तेल बल-हवा शीतलन या बल-तेल जल शीतलन जैसी विधियों का उपयोग किया जा सकता है।