วิธีการระบายความร้อนของทรานสฟอร์เมอร์ | จาก ONAN ถึง ODWF อธิบาย

1. การแช่ในน้ำมันแบบระบายความร้อนด้วยตนเอง (ONAN)

หลักการการทำงานของการแช่ในน้ำมันแบบระบายความร้อนด้วยตนเองคือการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นภายในหม้อแปลงไปยังผิวของตัวถังและท่อระบายความร้อนโดยการไหลเวียนตามธรรมชาติของน้ำมันหม้อแปลง ความร้อนจะถูกกระจายสู่สภาพแวดล้อมโดยการไหลเวียนของอากาศและการนำความร้อน วิธีการระบายความร้อนนี้ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ทำความเย็นเฉพาะเจาะจง

สามารถใช้ได้กับ:

• ผลิตภัณฑ์ที่มีกำลังไฟฟ้าสูงสุด 31,500 kVA และระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 35 kV;

• ผลิตภัณฑ์ที่มีกำลังไฟฟ้าสูงสุด 50,000 kVA และระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 110 kV.

2. การแช่ในน้ำมันแบบระบายความร้อนด้วยลมบังคับ (ONAF)

การแช่ในน้ำมันแบบระบายความร้อนด้วยลมบังคับมีพื้นฐานมาจากหลักการ ONAN โดยเพิ่มพัดลมที่ติดตั้งบนผิวของตัวถังหรือท่อระบายความร้อน พัดลมเหล่านี้ช่วยเพิ่มการกระจายความร้อนโดยการไหลเวียนของลมบังคับ ทำให้กำลังและความสามารถในการรับโหลดของหม้อแปลงเพิ่มขึ้นประมาณ 35% ระหว่างการทำงาน มีการสูญเสียเช่น การสูญเสียจากเหล็ก การสูญเสียจากทองแดง และรูปแบบอื่น ๆ ของความร้อนที่เกิดขึ้น กระบวนการระบายความร้อนคือ: แรกเริ่ม ความร้อนถูกถ่ายเทโดยการนำความร้อนจากแกนกลางและขดลวดไปยังผิวของพวกเขาและเข้าน้ำมันหม้อแปลง จากนั้น ผ่านการไหลเวียนตามธรรมชาติของน้ำมัน ความร้อนจะถูกถ่ายเทอย่างต่อเนื่องไปยังผนังภายในของตัวถังและท่อระบายความร้อน ต่อมา ความร้อนถูกนำส่งไปยังผิวนอกของตัวถังและท่อระบายความร้อน สุดท้าย ความร้อนจะถูกกระจายสู่อากาศโดยการไหลเวียนของอากาศและการแผ่รังสีความร้อน

สามารถใช้ได้กับ:

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

• 110 kV, ต่ำกว่า 75,000 kVA;

• 220 kV, ต่ำกว่า 40,000 kVA.

3. การไหลเวียนน้ำมันบังคับด้วยลมบังคับ (OFAF)

สามารถใช้ได้กับหม้อแปลงที่มีกำลังไฟฟ้า 50,000 ถึง 90,000 kVA และระดับแรงดันไฟฟ้า 220 kV

4. การไหลเวียนน้ำมันบังคับด้วยน้ำบังคับ (OFWF)

ใช้สำหรับหม้อแปลงเพิ่มแรงดันในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ สามารถใช้ได้กับหม้อแปลงที่มีระดับแรงดันไฟฟ้า 220 kV ขึ้นไป และกำลังไฟฟ้า 60 MVA ขึ้นไป

หลักการการทำงานของการไหลเวียนน้ำมันบังคับและการไหลเวียนน้ำมันบังคับด้วยน้ำบังคับเหมือนกัน เมื่อหม้อแปลงหลักใช้วิธีการไหลเวียนน้ำมันบังคับ ปั๊มน้ำมันจะขับเคลื่อนน้ำมันผ่านวงจรทำความเย็น อุปกรณ์ทำความเย็นน้ำมันถูกออกแบบมาเพื่อการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งมักจะได้รับความช่วยเหลือจากพัดลมไฟฟ้า โดยการเพิ่มความเร็วในการไหลเวียนของน้ำมันสามเท่า วิธีการนี้สามารถเพิ่มกำลังของหม้อแปลงได้ประมาณ 30% กระบวนการทำความเย็นรวมถึงปั๊มน้ำมันใต้น้ำที่ส่งน้ำมันเข้าไปในท่อระหว่างแกนกลางหรือขดลวดเพื่อพาความร้อนออกไป น้ำมันร้อนจากด้านบนของหม้อแปลงจะถูกดึงออกมาโดยปั๊ม ทำความเย็นในอุปกรณ์ทำความเย็น และส่งกลับไปยังด้านล่างของถังน้ำมัน สร้างวงจรการไหลเวียนน้ำมันบังคับ

5. การไหลเวียนน้ำมันบังคับแบบกำหนดทิศทางด้วยลมบังคับ (ODAF)

สามารถใช้ได้กับ:

• 75,000 kVA ขึ้นไป, 110 kV;

• 120,000 kVA ขึ้นไป, 220 kV;

• หม้อแปลงระดับ 330 kV และ 500 kV

6. การไหลเวียนน้ำมันบังคับแบบกำหนดทิศทางด้วยน้ำบังคับ (ODWF)

สามารถใช้ได้กับ:

• 75,000 kVA ขึ้นไป, 110 kV;

• 120,000 kVA ขึ้นไป, 220 kV;

• หม้อแปลงระดับ 330 kV และ 500 kV

ส่วนประกอบของเครื่องทำความเย็นหม้อแปลงแบบไหลเวียนน้ำมันบังคับด้วยลมบังคับ

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมมีระบบควบคุมพัดลมที่ควบคุมด้วยมือ แต่ละหม้อแปลงมักจะมีเซ็ตของมอเตอร์ทำความเย็นหกชุด ที่ต้องการการควบคุมแบบรวมศูนย์ พัดลมทำงานโดยอาศัยรีเลย์ความร้อน พร้อมวงจรควบคุมด้วยคอนแทคเตอร์ พัดลมจะเริ่มหรือหยุดการทำงานตามอุณหภูมิน้ำมันหม้อแปลงและสภาพโหลดผ่านการตัดสินใจด้วยตรรกะ

ระบบควบคุมแบบดั้งเดิมเหล่านี้ต้องการการแทรกแซงด้วยมืออย่างมากและมีข้อเสียหลายประการ: ทั้งหมดของพัดลมจะเริ่มและหยุดการทำงานพร้อมกัน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสูงที่อาจทำลายชิ้นส่วนวงจร เมื่ออุณหภูมิน้ำมันอยู่ระหว่าง 45°C ถึง 55°C เป็นที่นิยมที่จะทำงานพัดลมทั้งหมดด้วยความเร็วสูงสุด ทำให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานอย่างมากและเพิ่มความยากในการบำรุงรักษา ระบบควบคุมการทำความเย็นแบบดั้งเดิมใช้รีเลย์ รีเลย์ความร้อน และวงจรตรรกะที่ควบคุมด้วยคอนแทคเตอร์ ตรรกะการควบคุมมีความซับซ้อนและสวิตช์คอนแทคเตอร์ที่ทำงานบ่อยครั้งอาจทำให้คอนแทคเตอร์ไหม้ นอกจากนี้ พัดลมมักขาดการป้องกันที่สำคัญ เช่น การป้องกันการโหลดเกิน การขาดเฟส และการลดแรงดัน ทำให้ความน่าเชื่อถือในการทำงานลดลงและเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

หน้าที่ของถังหม้อแปลงและระบบทำความเย็น

ถังหม้อแปลงทำหน้าที่เป็นโครงสร้างภายนอกที่บรรจุแกนกลาง ขดลวด และน้ำมันหม้อแปลง พร้อมทั้งให้ความสามารถในการกระจายความร้อนบางส่วน

ระบบทำความเย็นหม้อแปลงสร้างการไหลเวียนของน้ำมันโดยอาศัยความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างชั้นบนและชั้นล่างของน้ำมัน น้ำมันร้อนจะไหลผ่านแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำให้เย็นลงแล้วส่งกลับไปยังด้านล่างของถัง ทำให้อุณหภูมิน้ำมันลดลง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความเย็น สามารใช้วิธีการเช่น การทำความเย็นด้วยอากาศ การไหลเวียนน้ำมันบังคับด้วยลมบังคับ หรือการไหลเวียนน้ำมันบังคับด้วยน้ำบังคับ