Наиболее полное объяснение системы охлаждения трансформатора.

1. Схема метода охлаждения

Способ охлаждения трансформатора обычно обозначается комбинацией четырех кодов, которые представлены слева направо следующим образом:

Например: ONAN означает самоохлаждение с масляным охлаждением, то есть внутреннее масло циркулирует естественным образом, а наружный воздух также циркулирует естественным образом.

Во-вторых, метод охлаждения трансформатора.

Способ охлаждения маслонаполненных силовых трансформаторов, в зависимости от их мощности, может быть разделен на следующие типы систем охлаждения: маслонаполненное самоохлаждение, маслонаполненное воздушное охлаждение, принудительное циркуляционное воздушное охлаждение, принудительное циркуляционное водяное охлаждение и т.д.

1. Самоохлаждающийся с масляным охлаждением

Система самоохлаждения с масляным охлаждением не требует специального охлаждающего оборудования, масло циркулирует в трансформаторе естественным образом, а тепло от железного сердечника и обмоток передается на стенки бака или радиатор за счет конвекции масла. В зависимости от мощности трансформатора, ее можно разделить на три различные конструкции:

1.1. Гладкие стенки корпуса. В трансформаторах малой мощности используется такая конструкция: корпус приварен к стальной пластине, а стенки корпуса идеально гладкие;

1.2. Стенка корпуса с ребрами охлаждения. На гладкую стенку корпуса привариваются ребра для рассеивания тепла, чтобы увеличить площадь контакта с воздухом; это подходит для трансформаторов немного большей мощности;

1.3. Теплоотводящие трубки или радиаторное охлаждение. Для трансформаторов большей мощности, чтобы увеличить площадь охлаждающей поверхности топливного бака, снаружи топливного бака устанавливается несколько радиаторов. Радиатор представляет собой набор теплоотводящих трубок с верхним и нижним коллекторами. Снимите детали.

На рисунке 1 показана траектория потока масла в самоохлаждаемом трансформаторе с масляным охлаждением и тепловыми трубками. Во время работы трансформатора масло в масляном баке нагревается за счет нагрева железного сердечника и обмоток, горячее масло поднимается к верхней части бака и затем охлаждается через верхний вход в теплоотводящую трубу. Холодное масло опускается по теплоотводящей трубе, а затем поступает в нижнюю часть бака трансформатора через нижний конец трубы, обеспечивая автоматическую циркуляцию масла и эффективное охлаждение сердечника и обмоток трансформатора.

Система самоохлаждения с масляным охлаждением имеет простую конструкцию и высокую надежность и широко используется в трансформаторах мощностью менее 10 000 кВА.

Рисунок 1. Траектория потока масла в самоохлаждающемся трансформаторе с масляным охлаждением.

1 - топливный бак; 2 - железный сердечник и обмотка; 3 - охлаждающая трубка.

2. С воздушным охлаждением и погружением в масло.

Система охлаждения с масляным охлаждением и воздушным охлаждением, также известная как система естественной циркуляции масла или система принудительного воздушного охлаждения, предполагает установку одного или нескольких вентиляторов рядом с каждым радиатором в баке трансформаторного масла для преобразования естественной конвекции воздуха в принудительную, что повышает теплоотводящую способность радиатора. По сравнению с системой самоохлаждения, охлаждающий эффект может быть увеличен на 150–200%, что эквивалентно увеличению выходной мощности трансформатора на 20–40%.

При небольшой нагрузке вентилятор можно остановить, чтобы трансформатор работал в режиме самоохлаждения. Когда нагрузка превышает определенное значение, например, 70% от номинальной нагрузки, вентилятор может автоматически включиться в работу. Этот метод охлаждения широко используется в трансформаторах средней мощности, превышающей 10 000 кВА.

3. Принудительная циркуляция масла с воздушным охлаждением

Система воздушного охлаждения с принудительной циркуляцией масла для трансформаторов большой мощности. Эта система охлаждения основана на воздушном охлаждении с погружением в масло, а погружной масляный насос установлен на соединительном патрубке между основным корпусом топливного бака и радиатором с вентилятором (также называемым охладителем). Когда масляный насос работает, масло из бака с принудительной циркуляцией масла засасывается в радиатор сверху, а затем поступает в масляный бак снизу трансформатора, обеспечивая принудительную циркуляцию масла. Эффект охлаждения зависит от скорости циркуляции масла. На рисунке 2 показана конструкция системы воздушного охлаждения с принудительной циркуляцией масла, используемой в трансформаторах большой мощности.

4. Водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла

Система принудительной циркуляции масла и водяного охлаждения состоит из погружного масляного насоса, маслоохладителя, маслопровода, трубопровода охлаждающей воды и т. д. Во время работы масло в верхней части трансформатора засасывается масляным насосом и затем находится под давлением. Когда масло под давлением проходит через маслоохладитель, охлаждающая вода используется для его охлаждения. Таким образом, в этой системе охлаждения тепло от железного сердечника и обмотки сначала передается маслу, а затем тепло из масла передается охлаждающей воде. Этот метод охлаждения работает хорошо, но требования к герметизации трансформатора очень высоки, и давление масла должно быть выше давления охлаждающей воды в процессе охлаждения. Структура системы принудительной циркуляции масла и водяного охлаждения показана на рисунке 3.