Transformator koelmethode | Uitleg van ONAN tot ODWF
1. Oliegekoelde zelfkoeling (ONAN)
Het werkingsprincipe van oliegekoelde zelfkoeling is het overbrengen van de warmte die binnen in de transformatie wordt geproduceerd naar de oppervlakte van de tank en de koelbuizen door natuurlijke convektie van de transformatieolie. De warmte wordt vervolgens afgevoerd naar de omgeving via luchtconvektie en thermische geleiding. Deze koelmethode vereist geen speciale koelapparatuur.
Toepasbaar voor:
Producten met een vermogen tot 31.500 kVA en een spanning tot 35 kV;
Producten met een vermogen tot 50.000 kVA en een spanning tot 110 kV.
2. Oliegekoelde geforceerde luchtverkoeling (ONAF)
Oliegekoelde geforceerde luchtverkoeling is gebaseerd op het principe van ONAN, met als toevoeging ventilatoren die op de oppervlakte van de tank of de koelbuizen zijn gemonteerd. Deze ventilatoren versterken de warmteafvoer door geforceerde luchtstroom, waardoor het vermogen en de belastbaarheid van de transformatie bijna 35% worden verhoogd. Tijdens het gebruik worden verliezen zoals ijzerverlies, koperverlies en andere vormen van warmte geproduceerd. Het koelproces verloopt als volgt: Eerst wordt de warmte door geleiding overgebracht van het kern en de windingen naar hun oppervlakken en de transformatieolie. Vervolgens wordt de warmte door natuurlijke olieconvektie voortdurend overgebracht naar de binnenwanden van de tank en de koelbuisjes. Daarna wordt de warmte geleid naar de buitenoppervlakken van de tank en de koelaanhangsels. Ten slotte wordt de warmte afgevoerd naar de omringende lucht via luchtconvektie en thermische straling.
Toepasbaar voor:
35 kV tot 110 kV, 12.500 kVA tot 63.000 kVA;
110 kV, onder 75.000 kVA;
220 kV, onder 40.000 kVA.
3. Geforceerde oliecirkulatie geforceerde luchtverkoeling (OFAF)
Toepasbaar voor transformatoren met een vermogen van 50.000 tot 90.000 kVA en een spanning van 220 kV.
4. Geforceerde oliecirkulatie waterkoeling (OFWF)
Voornamelijk gebruikt voor stroomopwaartse transformatoren in waterkrachtcentrales, toepasbaar voor transformatoren met een spanning van 220 kV en hoger en een vermogen van 60 MVA en hoger.
Het werkingsprincipe van geforceerde oliecirkulatiekoeling en geforceerde oliecirkulatiewaterkoeling is hetzelfde. Wanneer een hoofdtransformatie geforceerde oliecirkulatiekoeling gebruikt, drijven oliepompen de olie door de koelcircuit. De oliekoeler is speciaal ontworpen voor efficiënte warmteafvoer, vaak ondersteund door elektrische ventilatoren. Door de snelheid van de oliecirkulatie drievoudig te verhogen, kan deze methode het vermogen van de transformatie ongeveer 30% verhogen. Het koelproces bestaat uit onderwater oliepompen die olie in de ducten tussen de kern of windingen leiden om warmte mee weg te voeren. De hete olie van de bovenkant van de transformatie wordt vervolgens door een pomp geëxtraheerd, in de koeler gekoeld en teruggebracht naar de bodem van de olietank, wat een geforceerde oliecirkulatielus vormt.
5. Geforceerde gerichte oliecirkulatie geforceerde luchtverkoeling (ODAF)
Toepasbaar voor:
75.000 kVA en hoger, 110 kV;
120.000 kVA en hoger, 220 kV;
330 kV klasse en 500 kV klasse transformatoren.
6. Geforceerde gerichte oliecirkulatie waterkoeling (ODWF)
Toepasbaar voor:
75.000 kVA en hoger, 110 kV;
120.000 kVA en hoger, 220 kV;
330 kV klasse en 500 kV klasse transformatoren.
Onderdelen van een geforceerde olie geforceerde luchtverkoeling transformatiekoeler
Traditionele nettransformatoren zijn uitgerust met handmatig bestuurde ventilatiesystemen. Elke transformatie heeft meestal zes sets koelmotoren nodig die centraal moeten worden bestuurd. Het werken van de ventilatoren is afhankelijk van thermische relais, waarvan de stroomcircuits worden bestuurd door contactors. Ventilatoren worden gestart of gestopt op basis van de olietemperatuur en de belastingsomstandigheden van de transformatie door logische beoordeling.
Deze traditionele besturingssystemen vereisen aanzienlijke handmatige interventie en hebben opvallende nadelen: alle ventilatoren starten en stoppen gelijktijdig, wat hoge startstromen veroorzaakt die componenten in het circuit kunnen beschadigen. Wanneer de olietemperatuur tussen 45°C en 55°C varieert, is het gebruikelijk om alle ventilatoren op volle capaciteit te laten draaien, wat aanzienlijke energieverlies en grotere onderhoudskosten veroorzaakt. Traditionele koelbesturingssystemen maken voornamelijk gebruik van relais, thermische relais en contactlogica. De besturingslogica is complex, en frequent schakelen van contactors kan leiden tot contactverslijtage. Bovendien hebben ventilatoren vaak geen essentiële beschermingen zoals overbelasting, faseverlies en onderspanningsbescherming, wat de operationele betrouwbaarheid vermindert en de onderhoudskosten verhoogt.
Functies van de transformatietank en het koelsysteem
De transformatietank fungeert als de buitenomhulling, die de kern, de windingen en de transformatieolie huisvest, terwijl hij ook enige warmteafvoerkapaciteit biedt.
Het transformatiekoelsysteem creëert oliecirkulatie gedreven door het temperatuurverschil tussen de bovenste en onderste laag olie. Hete olie stroomt door een warmtewisselaar waar ze wordt gekoeld en vervolgens teruggebracht naar de bodem van de tank, wat effectief de olietemperatuur verlaagt. Om de koel-efficiëntie te verhogen, kunnen methoden zoals luchtverkoeling, geforceerde olie geforceerde luchtverkoeling of geforceerde oliewaterkoeling worden toegepast.
