변압기 냉각 방법 | ONAN에서 ODWF까지 설명
1. 기름침수 자연냉각 (ONAN)
기름침수 자연냉각의 작동 원리는 변압기 내부에서 발생하는 열을 변압기 오일의 자연 대류를 통해 탱크 표면과 냉각 튜브로 전달한 다음, 공기 대류와 열전도를 통해 주변 환경으로 방출하는 것입니다. 이 냉각 방법은 특별한 냉각 장비가 필요하지 않습니다.
적용 대상:
용량 31,500 kVA 이하, 전압 수준 35 kV 이하;
용량 50,000 kVA 이하, 전압 수준 110 kV 이하.
2. 기름침수 강제공기 냉각 (ONAF)
기름침수 강제공기 냉각은 ONAN의 원리에 기반하여 탱크 표면이나 냉각 튜브에 팬을 추가로 장착합니다. 이러한 팬은 강제 공기 유동을 통해 열 방출을 강화하여 변압기의 용량과 부하 용량을 약 35% 증가시킵니다. 작동 중에는 철 손실, 구리 손실, 기타 형태의 열이 발생합니다. 냉각 과정은 다음과 같습니다: 먼저 코어와 와인딩 표면 및 변압기 오일로 열이 전도됩니다. 그런 다음 자연적인 오일 대류를 통해 열이 계속해서 탱크 내벽과 라디에이터 튜브로 전달됩니다. 다음으로 열이 탱크와 라디에이터의 외부 표면으로 전도되고, 마지막으로 공기 대류와 열 복사를 통해 주변 공기로 방출됩니다.
적용 대상:
35 kV부터 110 kV, 12,500 kVA부터 63,000 kVA;
110 kV, 75,000 kVA 미만;
220 kV, 40,000 kVA 미만.
3. 강제오일 순환 강제공기 냉각 (OFAF)
용량 50,000 kVA부터 90,000 kVA, 전압 수준 220 kV의 변압기에 적용됩니다.
4. 강제오일 순환 강제수 냉각 (OFWF)
주로 수력 발전소의 승압 변압기에 사용되며, 전압 수준 220 kV 이상, 용량 60 MVA 이상의 변압기에 적용됩니다.
강제오일 순환 냉각과 강제오일 순환 수 냉각의 작동 원리는 동일합니다. 메인 변압기가 강제 오일 순환 냉각을 채택할 때, 오일 펌프는 냉각 회로를 통해 오일을 순환시킵니다. 오일 쿨러는 효율적인 열 방출을 위해 특별히 설계되어 종종 전기 팬의 도움을 받습니다. 오일 순환 속도를 3배로 증가시키면 이 방법으로 변압기의 용량을 약 30% 증가시킬 수 있습니다. 냉각 과정은 잠수식 오일 펌프가 코어 또는 와인딩 사이의 덕트로 오일을 보내 열을 제거합니다. 변압기 상부에서 추출된 뜨거운 오일은 펌프에 의해 추출되어 쿨러에서 냉각되고, 다시 오일 탱크 하부로 반환되어 강제 오일 순환 루프를 형성합니다.
5. 강제오일 방향 순환 강제공기 냉각 (ODAF)
적용 대상:
75,000 kVA 이상, 110 kV;
120,000 kVA 이상, 220 kV;
330 kV 클래스 및 500 kV 클래스 변압기.
6. 강제오일 방향 순환 강제수 냉각 (ODWF)
적용 대상:
75,000 kVA 이상, 110 kV;
120,000 kVA 이상, 220 kV;
330 kV 클래스 및 500 kV 클래스 변압기.
강제오일 강제공기 냉각 변압기 쿨러 구성 요소
전통적인 전력 변압기는 수동 제어 팬 시스템을 장착하고 있습니다. 각 변압기는 일반적으로 집중 제어가 필요한 6개 세트의 냉각 모터를 갖추고 있습니다. 팬 작동은 열 계전기를 통해 이루어지며, 그 전력 회로는 접촉기로 제어됩니다. 팬은 변압기 오일 온도와 부하 상태를 논리적으로 판단하여 시작하거나 정지합니다.
이러한 전통적인 제어 시스템은 많은 수동 개입을 필요로 하며, 주요 단점은 모든 팬이 동시에 시작하거나 정지하여 고 인산 전류가 발생하여 회로 구성 요소를 손상시킬 수 있다는 점입니다. 오일 온도가 45°C에서 55°C 사이일 때, 일반적으로 모든 팬을 최대 출력으로 운전하여 에너지를 크게 낭비하고 유지 관리의 어려움을 증가시킵니다. 전통적인 냉각 제어 시스템은 주로 계전기, 열 계전기, 접촉기 기반 논리 회로를 사용합니다. 제어 논리는 복잡하며, 접촉기의 자주적인 스위칭으로 인해 접촉 소모가 발생할 수 있습니다. 또한, 팬은 과부하, 위상 결함, 저전압 보호 등 필수적인 보호 기능이 부족하여 운영 신뢰성을 감소시키고 유지 관리 비용을 증가시킵니다.
변압기 탱크 및 냉각 시스템의 기능
변압기 탱크는 코어, 와인딩, 변압기 오일을 담는 외부 커버 역할을 하며, 일부 열 방출 능력을 제공합니다.
변압기 냉각 시스템은 오일의 상층과 하층 간의 온도 차이에 의해 오일 순환을 생성합니다. 뜨거운 오일은 열 교환기에서 냉각되고 다시 탱크 하부로 반환되어 오일 온도를 효과적으로 낮춥니다. 냉각 효율을 높이기 위해 공기 냉각, 강제오일 강제공기 냉각, 강제오일 수 냉각 등의 방법을 사용할 수 있습니다.
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