Какие существуют способы охлаждения трансформаторов?

Методы охлаждения трансформаторов : подробное объяснение

Трансформаторы, важнейшие компоненты электроэнергетических систем, во время работы выделяют тепло. Чтобы обеспечить эффективную и безопасную работу, для рассеивания этого тепла используются различные методы охлаждения. Выбор метода охлаждения зависит от таких факторов, как размер трансформатора, номинал и конкретное применение.

Распространенные методы охлаждения и их процессы

1. Естественное воздушное охлаждение (АН):

• Процесс: Тепло трансформатора рассеивается за счет естественной конвекции воздуха. Внешняя поверхность трансформатора и все прикрепленные к нему радиаторы подвергаются воздействию окружающего воздуха. Во время работы трансформатора тепло от сердечника и обмоток передается баку и радиаторам, которые затем рассеивают тепло в окружающий воздух.

• Достоинства: Просто, экономично и надежно.

• Ограничения: Ограниченная охлаждающая способность, восприимчивость к изменениям температуры окружающей среды.

2. Принудительное воздушное охлаждение (AF):

• Процесс: Вентиляторы используются для подачи холодного воздуха над поверхностью трансформатора, увеличивая скорость теплопередачи. Это увеличивает охлаждающую способность по сравнению с естественным воздушным охлаждением.

• Преимущества: Улучшенная охлаждающая способность, выдерживает более высокие нагрузки.

• Ограничения: Требуется дополнительное оборудование (вентиляторы), повышенный уровень шума.

1. Масляный самоохлаждаемый (ОНАН) :

• Процесс: Трансформатор погружен в масло, которое действует как изолирующая и охлаждающая среда. Тепло, вырабатываемое трансформатором, передается маслу. Затем масло естественным образом циркулирует внутри резервуара, передавая тепло стенкам резервуара, которые рассеивают тепло в окружающий воздух.

• Преимущества: Хорошая изоляция, высокая диэлектрическая прочность и эффективное рассеивание тепла.

• Ограничения: Требуется регулярное техническое обслуживание масла, возможны утечки масла.

2. Масляное принудительное воздушное охлаждение (ONAF):

• Процесс: Этот метод сочетает в себе преимущества масляной иммерсии и принудительного воздушного охлаждения. Вентиляторы нагнетают воздух над баком трансформатора, увеличивая скорость передачи тепла от масла к воздуху.

• Преимущества: Улучшенная охлаждающая способность по сравнению с ONAN, выдерживает более высокие нагрузки.

• Ограничения: Требуется дополнительное оборудование (вентиляторы), повышенный уровень шума.

3. Принудительная циркуляция масла с воздушным охлаждением (OFAF):

• Процесс: Масло прокачивается через трансформатор и внешний масляный радиатор. Вентиляторы используются для охлаждения масла в охладителе, которое затем возвращается обратно в трансформатор.

• Преимущества: Высокая охлаждающая способность, подходит для больших трансформаторов.

• Ограничения: Требуется более сложное оборудование (насосы, маслоохладители, вентиляторы).

4. Принудительная циркуляция масла с водяным охлаждением (OFWF):

• Процесс: аналогичен OFAF, но вместо воздуха для охлаждения масла во внешнем охладителе используется вода.

• Преимущества: Очень высокая охлаждающая способность, подходит для очень больших трансформаторов.

• Ограничения: Требуется источник воды, возможно загрязнение воды.

Факторы, влияющие на выбор метода охлаждения

• Размер и номинал трансформатора. Трансформаторы большей мощности обычно требуют более сложных методов охлаждения.

• Температура окружающей среды. Высокие температуры окружающей среды могут потребовать более эффективного охлаждения.

• Условия нагрузки: Частые перегрузки могут потребовать использования метода охлаждения с более высокой перегрузочной способностью.

• Место установки: Установка внутри или снаружи может повлиять на выбор метода охлаждения.

Дополнительные соображения

• Трансформаторы сухого типа: в этих трансформаторах не используется масло, и в них могут использоваться различные методы охлаждения, такие как воздушное охлаждение или пропитка под давлением в вакууме.

• Специальные методы охлаждения. Для конкретных применений могут использоваться другие методы охлаждения, такие как прямое водяное охлаждение или гелиевое охлаждение.

Соответствующие условия трансформатора при охлаждении:

• Нагрузочная способность: максимальная нагрузка, которую трансформатор может выдержать в определенных условиях.

• Тепловыделение: процесс отвода тепла из системы.

• Изоляционная среда: материал, используемый для предотвращения электрического пробоя.