Transformatör soğutma sisteminin en kapsamlı açıklaması

1. Soğutma yönteminin gösterimi

Transformatörün soğutma yöntemi genellikle soldan sağa doğru aşağıdaki gibi gösterilen dört kodun bir kombinasyonuyla temsil edilir:

Örneğin: ONAN, yağ içinde kendiliğinden soğutma anlamına gelir; yani iç kısımda yağ doğal olarak dolaşır ve dış kısımda hava da doğal olarak dolaşır.

İkinci olarak, transformatörün soğutma yöntemi.

Yağlı transformatörlerin soğutma yöntemi, kapasite büyüklüğüne göre şu şekilde sınıflandırılabilir: yağlı kendinden soğutmalı, yağlı hava soğutmalı, cebri yağ sirkülasyonlu hava soğutmalı, cebri yağ sirkülasyonlu su soğutmalı vb.

1. Yağ içinde kendiliğinden soğutma

Yağa batırılmış kendiliğinden soğutmalı sistemde özel bir soğutma ekipmanı bulunmaz; yağ transformatör içinde doğal olarak dolaşır ve demir çekirdek ile sargılardan gelen ısı, yağın konveksiyonu yoluyla tank duvarına veya radyatöre aktarılır. Transformatör kapasitesinin büyüklüğüne göre üç farklı yapıya ayrılabilir:

1.1. Pürüzsüz kutu duvarı. Küçük kapasiteli transformatörler bu yapıyı benimser; kutu gövdesi çelik levha ile kaynaklanır ve kutu duvarı tamamen pürüzsüzdür;

1.2. Soğutma kanatçıklı kutu duvarı. Hava ile temas eden alanı genişletmek için düz kutu duvarına bazı ısı dağıtım kanatçıkları kaynaklanmıştır; bu, biraz daha büyük kapasiteli transformatörler için uygundur;

1.3. Isı borusu veya radyatör soğutma. Daha büyük kapasiteli transformatörlerde, yakıt deposunun soğutma yüzeyini artırmak için yakıt deposunun dışına birkaç radyatör monte edilir. Radyatör, üst ve alt başlıkları olan bir dizi ısı dağıtım borusundan oluşur. Parçaları çıkarın.

Şekil 1, ısı borulu, yağa batırılmış, kendinden soğutmalı bir transformatörün yağ akış yolunu göstermektedir. Transformatör çalışırken, demir çekirdek ve sargıların ısınması nedeniyle yağ tankındaki yağ ısınır; sıcak yağ, yağ tankının üst kısmına doğru yükselir ve ardından ısı dağıtım borusunun üst girişinden içeri girerek soğur. Soğuyan yağ, ısı dağıtım borusunda aşağı iner ve borunun alt ucundan transformatör tankının alt kısmına akar ve otomatik olarak yağ akışını dolaştırarak transformatör çekirdeğinin ve sargılarının etkili bir şekilde soğutulmasını sağlar.

Yağ içinde kendiliğinden soğutma sistemi, basit yapısı ve yüksek güvenilirliği ile 10.000 kVA'dan düşük kapasiteli transformatörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Şekil 1. Yağ içinde çalışan kendinden soğutmalı transformatörün yağ akış yolu.

1 - yakıt deposu; 2 - demir çekirdek ve sargı; 3 - soğutma borusu

2. Yağa batırılmış hava soğutmalı

Yağa batırılmış hava soğutmalı soğutma sistemi, diğer adıyla yağ doğal sirkülasyonlu veya cebri hava soğutmalı soğutma sistemi. Bu sistemde, transformatör yağ tankının her bir radyatörünün yanına bir veya birkaç fan yerleştirilerek havanın doğal konveksiyonu cebri konveksiyona dönüştürülür ve böylece radyatörün ısı dağıtım kapasitesi artırılır. Kendiliğinden soğutmalı sisteme kıyasla, soğutma etkisi %150 ila %200 oranında artırılabilir; bu da transformatörün çıkış kapasitesinde %20 ila %40'lık bir artışa eşdeğerdir.

Yük düşük olduğunda, transformatörün kendi kendini soğutma modunda çalışması için fan durdurulabilir. Yük belirli bir değeri, örneğin nominal yükün %70'ini aştığında, fan otomatik olarak devreye alınabilir. Bu soğutma yöntemi, 10.000 kVA'nın üzerindeki orta kapasiteli transformatörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

3. Zorlamalı yağ sirkülasyonlu hava soğutmalı

Büyük kapasiteli transformatörler için zorlamalı yağ sirkülasyonlu hava soğutmalı soğutma sistemi. Bu soğutma sistemi, yağa daldırılmış hava soğutmasına dayanır ve yakıt deposunun ana gövdesi ile fanlı radyatör (aynı zamanda soğutucu olarak da adlandırılır) arasındaki bağlantı borusuna dalgıç bir yağ pompası monte edilmiştir. Yağ pompası çalışırken, zorlamalı yağ deposundaki yağ, üst kısımdan radyatöre emilir ve daha sonra transformatörün alt kısmından yağ deposuna girerek zorlamalı yağ sirkülasyonunu gerçekleştirir. Soğutma etkisi, yağın sirkülasyon hızıyla ilişkilidir. Şekil 2, büyük transformatörlerde kullanılan zorlamalı yağ sirkülasyonlu hava soğutmalı soğutma sisteminin soğutma yapısını göstermektedir.

4. Zorlamalı yağ sirkülasyonlu su soğutma

Zorlamalı yağ sirkülasyonlu su soğutma sistemi, dalgıç yağ pompası, yağ soğutucu, yağ boru hattı, soğutma suyu boru hattı vb. bileşenlerden oluşur. Çalışma sırasında, transformatörün üst kısmındaki yağ, yağ pompası tarafından emilir ve ardından basınçlandırılır. Yağ, yağ soğutucudan geçmeye zorlandığında, soğutma suyu yağı soğutmak için kullanılır. Bu nedenle, bu soğutma sisteminde, demir çekirdeğin ve sargının ısısı önce yağa, ardından yağdaki ısı soğutma suyuna aktarılır. Bu soğutma yöntemi iyi çalışır, ancak transformatörün sızdırmazlık gereksinimleri çok yüksektir ve soğutma işlemi sırasında yağ basıncı, soğutma suyu basıncından daha yüksek olmalıdır. Zorlamalı yağ sirkülasyonlu su soğutma sisteminin yapısı Şekil 3'te gösterilmiştir.