الشرح الأكثر شمولاً لنظام تبريد المحولات

1. تمثيل طريقة التبريد

يتم تمثيل طريقة تبريد المحول بشكل عام من خلال مجموعة من أربعة رموز، والتي يتم تمثيلها على النحو التالي من اليسار إلى اليمين:

على سبيل المثال: ONAN تعني التبريد الذاتي المغمور بالزيت، أي أن الزيت الداخلي يدور بشكل طبيعي، والهواء الخارجي يدور بشكل طبيعي.

ثانيًا، طريقة تبريد المحول

يمكن تقسيم طريقة تبريد محولات الطاقة المغمورة بالزيت، وفقًا لحجم سعتها، إلى: التبريد الذاتي المغمور بالزيت، والتبريد الهوائي المغمور بالزيت، والتبريد الهوائي بتدوير الزيت القسري، والتبريد المائي بتدوير الزيت القسري، وما إلى ذلك.

1. التبريد الذاتي المغمور بالزيت

لا يحتوي نظام التبريد الذاتي المغمور بالزيت على معدات تبريد خاصة، حيث يدور الزيت بشكل طبيعي داخل المحول، وتنتقل الحرارة من القلب الحديدي والملفات إلى جدار الخزان أو المبرد عن طريق الحمل الحراري للزيت. ويمكن تقسيمه، وفقًا لحجم سعة المحول، إلى ثلاثة أنواع مختلفة من الهياكل:

1.1. جدار صندوق أملس. يعتمد المحول ذو السعة الصغيرة على هذا الهيكل، حيث يتم لحام غلاف الصندوق بلوحة فولاذية، ويكون جدار الصندوق أملسًا تمامًا؛

1.2. جدار صندوق من نوع ضلع التبريد. قم بلحام بعض أضلاع تبديد الحرارة على جدار الصندوق الأملس لتوسيع المنطقة المتصلة بالهواء، وهو أمر مناسب للمحولات ذات السعة الأكبر قليلاً؛

1.3. تبريد الأنابيب الحرارية أو المشعات. بالنسبة للمحولات ذات السعة الأكبر، ولزيادة مساحة تبريد خزان الوقود، يتم تركيب عدة مشعات خارجه. المشع عبارة عن مجموعة من أنابيب تبديد الحرارة ذات رؤوس علوية وسفلية. قم بإزالة الأجزاء.

يوضح الشكل 1 مسار تدفق الزيت في محول كهربائي ذاتي التبريد مغمور بالزيت ومزود بأنابيب حرارية. عند تشغيل المحول، يسخن الزيت الموجود في خزان الزيت نتيجة تسخين القلب الحديدي والملفات، فيرتفع الزيت الساخن إلى أعلى الخزان، ثم يدخل أنبوب التبريد من مدخله العلوي ليبرد. بعد ذلك، ينزل الزيت البارد في أنبوب التبريد، ثم يتدفق إلى الجزء السفلي من خزان المحول من طرفه السفلي، مما يؤدي إلى دوران الزيت تلقائيًا، وبالتالي تبريد قلب المحول وملفاته بكفاءة.

يتميز نظام التبريد الذاتي المغمور بالزيت ببنية بسيطة وموثوقية عالية، ويستخدم على نطاق واسع في المحولات ذات سعة أقل من 10000 كيلو فولت أمبير.

الشكل 1: مسار تدفق الزيت في محول التبريد الذاتي المغمور بالزيت

1- خزان الوقود؛ 2- القلب الحديدي والملفات؛ 3- أنبوب التبريد

2. مبرد بالهواء مغمور بالزيت

نظام التبريد بالهواء المغمور بالزيت، والمعروف أيضًا بنظام التبريد بالهواء القسري أو نظام التبريد بالدوران الطبيعي للزيت، يعتمد على تركيب مروحة أو أكثر بجانب كل مشع حراري في خزان زيت المحول لتحويل الحمل الحراري الطبيعي للهواء إلى حمل حراري قسري، مما يعزز قدرة المشع الحراري على تبديد الحرارة. بالمقارنة مع نظام التبريد الذاتي، يمكن زيادة تأثير التبريد بنسبة تتراوح بين 150% و200%، وهو ما يعادل زيادة في قدرة خرج المحول تتراوح بين 20% و40%.

عندما يكون الحمل منخفضًا، يمكن إيقاف المروحة لتشغيل المحول في وضع التبريد الذاتي. وعندما يتجاوز الحمل قيمة معينة، مثل 70% من الحمل المقنن، يمكن تشغيل المروحة تلقائيًا. تُستخدم طريقة التبريد هذه على نطاق واسع في المحولات متوسطة السعة التي تزيد قدرتها عن 10000 كيلو فولت أمبير.

3. تبريد هوائي مع دوران الزيت القسري

نظام تبريد هوائي ذو دوران زيت قسري للمحولات ذات السعة الكبيرة. يعتمد هذا النظام على التبريد الهوائي المغمور بالزيت، حيث تُركّب مضخة زيت غاطسة على أنبوب التوصيل بين الغلاف الرئيسي لخزان الزيت والمبرد المزود بمروحة. عند تشغيل المضخة، يُسحب الزيت من خزان الزيت القسري إلى المبرد من الجزء العلوي، ثم يدخل إلى خزان الزيت من الجزء السفلي للمحول لتحقيق دوران الزيت القسري. يرتبط تأثير التبريد بسرعة دوران الزيت. يوضح الشكل 2 بنية نظام التبريد الهوائي ذي الدوران القسري للزيت المستخدم في المحولات الكبيرة.

4. تبريد الماء بتدوير الزيت القسري

يتكون نظام التبريد المائي ذو الدوران القسري للزيت من مضخة زيت غاطسة، ومبرد زيت، وخط أنابيب زيت، وخط أنابيب مياه تبريد، وغيرها. أثناء التشغيل، تسحب مضخة الزيت الزيت الموجود في الجزء العلوي من المحول ثم تضغطه. وعندما يُجبر الزيت على المرور عبر مبرد الزيت، تُستخدم مياه التبريد لتبريده. لذلك، في هذا النظام، تنتقل حرارة القلب الحديدي والملفات أولًا إلى الزيت، ثم تنتقل الحرارة الموجودة في الزيت إلى مياه التبريد. على الرغم من كفاءة هذه الطريقة، إلا أن متطلبات إحكام إغلاق المحول عالية جدًا، ويجب أن يكون ضغط الزيت أعلى من ضغط مياه التبريد أثناء عملية التبريد. يوضح الشكل 3 بنية نظام التبريد المائي ذي الدوران القسري للزيت.