Die umfassendste Erklärung des Transformator-Kühlsystems

1. Darstellung des Kühlverfahrens

Die Kühlmethode des Transformators wird im Allgemeinen durch eine Kombination aus vier Codes dargestellt, die von links nach rechts wie folgt dargestellt werden:

Beispiel: ONAN bedeutet ölgekühltes Selbstkühlsystem, d. h. das interne Öl zirkuliert auf natürliche Weise, und die externe Luft zirkuliert ebenfalls auf natürliche Weise.

Zweitens, die Kühlmethode des Transformators

Die Kühlmethoden von ölgekühlten Leistungstransformatoren lassen sich je nach Größe ihrer Kapazität in folgende Kategorien einteilen: selbstkühlende Ölkühlung, luftgekühlte Ölkühlung, luftgekühlte Zwangsumlaufkühlung, wassergekühlte Zwangsumlaufkühlung usw.

1. Ölgekühlte Selbstkühlung

Das ölgekühlte Selbstkühlsystem benötigt keine spezielle Kühleinrichtung; das Öl zirkuliert auf natürliche Weise im Transformator, und die Wärme des Eisenkerns und der Wicklungen wird durch Konvektion des Öls an die Kesselwand oder den Kühlkörper abgegeben. Je nach Transformatorleistung lassen sich drei verschiedene Bauformen unterscheiden:

1.1. Glatte Gehäusewand. Der Transformator mit geringer Leistung verwendet diese Bauweise; das Gehäuse ist mit Stahlblech verschweißt, und die Gehäusewand ist vollkommen glatt.

1.2. Kühlrippen-Gehäusewand. An die glatte Gehäusewand werden einige Kühlrippen angeschweißt, um die Kontaktfläche mit der Luft zu vergrößern. Diese Ausführung eignet sich für Transformatoren mit etwas größerer Leistung.

1.3. Kühlung mittels Wärmerohren oder Radiatoren. Bei Transformatoren mit größerer Leistung werden zur Vergrößerung der Kühlfläche des Brennstofftanks mehrere Radiatoren außerhalb des Brennstofftanks installiert. Der Radiator besteht aus Wärmeableitungsrohren mit oberen und unteren Verteilern. Bauteile ausbauen.

Abbildung 1 zeigt den Ölflussweg eines ölgekühlten, selbstkühlenden Transformators mit Wärmerohren. Im Betrieb erwärmt sich das Öl im Öltank durch die Hitze des Eisenkerns und der Wicklungen. Das heiße Öl steigt im Öltank nach oben und tritt dann durch den oberen Einlass in das Wärmeableitungsrohr ein, um sich abzukühlen. Das kalte Öl fließt durch das Wärmerohr nach unten und dann durch dessen unteren Ende in den unteren Teil des Transformatortanks. Durch die automatische Ölzirkulation werden der Transformatorkern und die Wicklungen effektiv gekühlt.

Das ölgekühlte Selbstkühlungssystem zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau und eine hohe Zuverlässigkeit aus und wird häufig bei Transformatoren mit einer Leistung von weniger als 10.000 kVA eingesetzt.

Abbildung 1 Ölströmungsweg eines ölgekühlten, selbstkühlenden Transformators

1 – Kraftstofftank; 2 – Eisenkern und Wicklung; 3 – Kühlrohr

2. Ölgekühlt

Das ölgekühlte, luftgekühlte System, auch bekannt als Öl-Naturumlauf- oder Zwangsluftkühlung, verwendet neben jedem Kühler des Transformatoröltanks einen oder mehrere Lüfter. Diese wandeln die natürliche Luftkonvektion in eine Zwangskonvektion um und verbessern so die Wärmeabfuhrleistung des Kühlers. Im Vergleich zur Selbstkühlung lässt sich die Kühlleistung um 150 % bis 200 % steigern, was einer Erhöhung der Ausgangsleistung des Transformators um 20 % bis 40 % entspricht.

Bei geringer Last kann der Lüfter abgeschaltet werden, sodass der Transformator im Selbstkühlungsmodus arbeitet. Sobald die Last einen bestimmten Wert überschreitet, beispielsweise 70 % der Nennlast, schaltet sich der Lüfter automatisch ein. Dieses Kühlverfahren findet breite Anwendung bei Transformatoren mittlerer Leistung ab 10.000 kVA.

3. Luftgekühlt mit Zwangsumlauföl

Luftgekühltes Zwangsumlauf-Ölkühlsystem für Großtransformatoren. Dieses Kühlsystem basiert auf der Ölkühlung mit Luftkühlung. Eine Tauchölpumpe ist an der Verbindungsleitung zwischen dem Hauptgehäuse des Öltanks und dem Kühler mit Lüfter (auch als Kühlkörper bezeichnet) installiert. Beim Betrieb der Ölpumpe wird das Öl im Zwangsumlauf-Öltank von oben in den Kühler gesaugt und fließt anschließend von unten in den Öltank zurück, wodurch der Zwangsumlauf des Öls realisiert wird. Die Kühlwirkung hängt von der Ölumlaufgeschwindigkeit ab. Abbildung 2 zeigt die Kühlstruktur des in Großtransformatoren eingesetzten luftgekühlten Zwangsumlauf-Ölkühlsystems.

4. Zwangsumlauf-Ölkühlung

Das Zwangsumlauf-Wasserkühlsystem für Öl besteht aus einer Tauchölpumpe, einem Ölkühler, Ölleitungen, Kühlwasserleitungen usw. Im Betrieb wird das Öl im oberen Teil des Transformators von der Ölpumpe angesaugt und unter Druck gesetzt. Beim Durchfluss durch den Ölkühler wird das Öl mit Kühlwasser gekühlt. In diesem Kühlsystem wird die Wärme des Eisenkerns und der Wicklung zunächst an das Öl und anschließend die Wärme des Öls an das Kühlwasser abgegeben. Dieses Kühlverfahren ist effektiv, stellt jedoch hohe Anforderungen an die Dichtigkeit des Transformators, und der Öldruck muss während des Kühlvorgangs höher sein als der Kühlwasserdruck. Der Aufbau des Zwangsumlauf-Wasserkühlsystems ist in Abbildung 3 dargestellt.