Методи на хладење на трансформаторите | Објаснување од ONAN до ODWF

1. Масно потопување со само-хлаѓање (ONAN)

Принципот на работа на масното потопување со само-хлаѓање е да се пренесе топлината која се генерира внатрешно во трансформаторот до површината на резервоарот и хладне цеви преку природна конвекција на маслото на трансформаторот. Топлината потоа се дисипира во околната средина преку воздухна конвекција и термичка проводливост. Овој метод на хлаѓање не бара посебно опрема за хлаѓање.

Приложно за:

• Производи со капацитет до 31,500 кВА и напонска ниво до 35 кВ;

• Производи со капацитет до 50,000 кВА и напонска ниво до 110 кВ.

2. Масно потопување со принудено-воздушно хлаѓање (ONAF)

Масното потопување со принудено-воздушно хлаѓање е засновано на принципот на ONAN, со додавање на вентилатори монтирани на површината на резервоарот или хладни цеви. Овие вентилатори подобруваат дисипацијата на топлината преку принудена воздухна струја, што ја зголемува капацитетот и способноста на трансформаторот за носење на напон за околу 35%. Во време на работа, се генерираат изгуби како железен изгуб, меден изгуб и други форми на топлина. Процесот на хлаѓање е следниов: Прво, топлината се пренесува преку проводливост од јадрото и обмотките до нивните површини и во маслото на трансформаторот. Потоа, преку природна масна конвекција, топлината се пренесува непрекинато до внатрешните стени на резервоарот и радијаторските цеви. Следно, топлината се пренесува до надворешните површини на резервоарот и радијаторите. Након тоа, топлината се дисипира во околниот воздух преку воздухна конвекција и термичка радијација.

Приложно за:

• 35 кВ до 110 кВ, 12,500 кВА до 63,000 кВА;

• 110 кВ, под 75,000 кВА;

• 220 кВ, под 40,000 кВА.

3. Принудена масна циркулација со принудено-воздушно хлаѓање (OFAF)

Приложно за трансформатори со капацитет од 50,000 до 90,000 кВА и напонска ниво од 220 кВ.

4. Принудена масна циркулација со водно хлаѓање (OFWF)

Главно користено за повишувачки трансформатори во хидроелектрани, приложно за трансформатори со напонска ниво од 220 кВ и повисоко и капацитет од 60 МВА и повисоко.

Принципот на работа на принудена масна циркулација со хлаѓање и принудена масна циркулација со водно хлаѓање е ист. Кога главниот трансформатор користи принудена масна циркулација, масните помпи го превозат маслото низ хладниот контур. Хладниот апарат е специјално дизајниран за ефикасна дисипација на топлината, често поддржан со електрични вентилатори. Со зголемување на скороста на масната циркулација три пати, овој метод може да зголеми капацитетот на трансформаторот за околу 30%. Процесот на хлаѓање вклучува подводни масни помпи кои го прават маслото да протече низ каналите помеѓу јадрото или обмотките за да го отнесе топлината. Врз горната страна на трансформаторот, топлото масло се исцедува со помпа, се хлади во хладниот апарат и се враќа на дното на масниот резервоар, формирајќи принудена масна циркулација.

5. Принудена насочена масна циркулација со принудено-воздушно хлаѓање (ODAF)

Приложно за:

• 75,000 кВА и повисоко, 110 кВ;

• 120,000 кВА и повисоко, 220 кВ;

• Трансформатори од класа 330 кВ и 500 кВ.

6. Принудена насочена масна циркулација со водно хлаѓање (ODWF)

Приложно за:

• 75,000 кВА и повисоко, 110 кВ;

• 120,000 кВА и повисоко, 220 кВ;

• Трансформатори од класа 330 кВ и 500 кВ.

Компоненти на хладителот на трансформаторот со принудена масна циркулација и принудено-воздушно хлаѓање

Традиционалните електрични трансформатори се опремени со ручно контролирани системи на вентилатори. Секој трансформатор обично има шест комплетни системи на хладни мотори кои бараат централна контрола. Работата на вентилаторите зависи од термички реле, со нивните електрични кола контролирани со контактори. Вентилаторите се запуштаат или спираат врз основа на температурата на маслото во трансформаторот и условите на напон преку логичко судење.

Овие традиционални контролни системи бараат значителна ручна интервенција и имаат заметни недостатоци: сите вентилатори почнуваат и спираат истовремено, што резултира со големи почетни стрми кои можат да ја повредат компонентата на колата. Кога температурата на маслото се движи меѓу 45°C и 55°C, обична практика е да се работат сите вентилатори на полна капацитет, што доведува до значителна губиток на енергија и зголемување на предизвици за одржување. Традиционалните системи за контрола на хлаѓањето главно користат реле, термички реле и контактни логички кола. Логиката на контрола е комплексна, а често сврттање на контакторите може да предизвика изгарување на контактите. Поради тоа, вентилаторите често немаат основни заштити како претегова, губиток на фаза и пониски напон, што го намалува надежноста на операцијата и го зголемува цената на одржување.

Функции на резервоарот на трансформаторот и системот за хлаѓање

Резервоарот на трансформаторот служи како спољна обвивка, која содржи јадрото, обмотките и маслото на трансформаторот, истовремено давајќи некоја способност за дисипација на топлината.

Системот за хлаѓање на трансформаторот создава масна циркулација под влијание на температурната разлика помеѓу горниот и долниот слој на маслото. Горечкото масло протече низ хладниот апарат каде што се хлади и потоа се враќа на дното на резервоарот, ефективно намалувајќи температурата на маслото. За да се подобри ефикасноста на хлаѓањето, можат да се користат методи како воздухно хлаѓање, принудена масна циркулација со воздухно хлаѓање или принудена масна циркулација со водно хлаѓање.