Tranzformátor hűtési módjai | ONAN-től ODWF-ig kifejtve

1. Olajáztatott ön-hűtés (ONAN)

Az olajáztatott ön-hűtés működési elve, hogy a transzformátoron belül keletkező hőt természetes konvekció útján az olaj átviszi a tartály és a hűtőcsövek felületére. A hőt ezután a környezetbe szórt levegő konvekciója és hővezetése segítségével diszsipálják. Ez a hűtési módszer nem igényel különleges hűtőberendezést.

Alkalmazható:

• 31,500 kVA-os kapacitású és 35 kV-os feszültségi szintű termékek esetén;

• 50,000 kVA-os kapacitású és 110 kV-os feszültségi szintű termékek esetén.

2. Olajáztatott erőltetett léghűtés (ONAF)

Az olajáztatott erőltetett léghűtés az ONAN elvét használja, azzal a kiegészítéssel, hogy a tartály felületére vagy a hűtőcsövekre rögzítik a szellőgépeket. Ezek a szellőgépek erőltetett léghelyezkedéssel növelik a hőátadást, ami a transzformátor kapacitását és terhelhetőségét majdnem 35%-kal megnöveli. Működés közben olyan veszteségek keletkeznek, mint a vashitel, rézhitel, és más hőforrások. A hűtési folyamat a következő: Először is, a hő a mag és tekercsek felületeire, majd az olajba kerül. Ezután a természetes olajkonvekcióval a hő átadódik a tartály és a hűtőcsövek belső falaihoz. Ezt követően a hő a tartály és a hűtőtestek külső felületeire kerül, ahonnan a környezetbe szóródik a levegő konvekciója és a hősugárzás révén.

Alkalmazható:

• 35 kV-tól 110 kV-ig, 12,500 kVA-tól 63,000 kVA-ig;

• 110 kV, 75,000 kVA alatt;

• 220 kV, 40,000 kVA alatt.

3. Erőltetett olajcirkuláció erőltetett léghűtés (OFAF)

Alkalmazható 50,000 kVA-tól 90,000 kVA-ig terjedő kapacitású és 220 kV-os feszültségi szintű transzformátoroknál.

4. Erőltetett olajcirkuláció vízhűtés (OFWF)

Főként vízernyős távfűtőállomásokban alkalmazott emelőtranszformátoroknál, 220 kV-os és annál nagyobb feszültségi szintű, 60 MVA-nál nagyobb kapacitású transzformátoroknál használatos.

Az erőltetett olajcirkuláció hűtési és erőltetett olajcirkuláció vízhűtési elve ugyanaz. Amikor egy főtranszformátor erőltetett olajcirkulációs hűtést használ, az olajszivattyúk vezetik az olajat a hűtőkörben. Az olajhűtő speciálisan tervezett hatékony hőátadáshoz, gyakran elektrikus szellőgépekkel támogatva. Az olajcirkuláció háromszoros sebességével ez a módszer a transzformátor kapacitását körülbelül 30%-kal növeli. A hűtési folyamat során a merülő olajszivattyúk olajot irányítanak a mag vagy a tekercsek közötti csövekbe, hogy eltávolítsák a hőt. A forró olajat a transzformátor tetejéről egy szivattyú kiveszi, hűti a hűtőben, majd visszaállítja a tartály aljára, így kialakítva egy erőltetett olajcirkulációs ciklust.

5. Erőltetett olajirányított cirkuláció erőltetett léghűtés (ODAF)

Alkalmazható:

• 75,000 kVA és felette, 110 kV;

• 120,000 kVA és felette, 220 kV;

• 330 kV osztályú és 500 kV osztályú transzformátorok.

6. Erőltetett olajirányított cirkuláció vízhűtés (ODWF)

Alkalmazható:

• 75,000 kVA és felette, 110 kV;

• 120,000 kVA és felette, 220 kV;

• 330 kV osztályú és 500 kV osztályú transzformátorok.

Erőltetett olaj erőltetett léghűtésű transzformátor hűtő részei

A hagyományos villamosenergia-transzformátorok kézirányítású szellőgépszerkezetekkel felszereltek. Minden transzformátor általában hat hűtőmotorral rendelkezik, amelyek központilag irányítottak. A szellőgépek működése hőrelék naprakészítőkre támaszkodik, melyek energiakört vezérlő kapcsolókkal irányítanak. A szellőgépek indítása vagy állítása a transzformátor olajhőmérsékletének és terhelési feltételeinek logikai értékelése alapján történik.

Ezek a hagyományos irányítási rendszerek jelentős kézbes munkát igényelnek, és jelentős hátrányokkal járnak: minden szellőgép egyszerre indul és áll meg, ami magas beindítási áramokat eredményez, amelyek károsíthatják a környező áramköröket. 45°C és 55°C közötti olajhőmérséklet mellett általánosságban teljes teljesítményen futtatják a szellőgépeket, ami jelentős energiafogyasztást és karbantartási nehézségeket okoz. A hagyományos hűtési irányítási rendszerek főleg relék, hőreléknaprakészítők és kontaktus-alapú logikai áramkörök segítségével működnek. Az irányítási logika összetett, és a kapcsolók gyakori váltakozása kontaktus-szenvedélyeket okozhat. Továbbá a szellőgépek gyakran hiányoznak a túterhelés, fázisvesztés és alulfeszültség elleni védelem, ami csökkenti a működési megbízhatóságot, és növeli a karbantartási költségeket.

A transzformátor tartályának és hűtőrendszerének funkciói

A transzformátor tartálya a külső burkolat, amely a mag, a tekercseket és a transzformátor olaját tartalmazza, valamint bizonyos hőátadási képességet is biztosít.

A transzformátor hűtőrendszere az olaj felső és alsó rétegei közötti hőmérsékletkülönbség által kezdeményezett olajcirkulációt hoz létre. A forró olaj áthalad egy hőcserélőn, ahol lehűtik, majd visszaadják a tartály aljára, így hatékonyan csökkentve az olaj hőmérsékletét. A hűtési hatékonyság növeléséhez léghűtés, erőltetett olaj erőltetett léghűtés, vagy erőltetett olaj vízhűtési módszereket lehet alkalmazni.