Giải thích đầy đủ nhất về hệ thống làm mát máy biến áp

1. Mô tả phương pháp làm mát

Phương pháp làm mát của máy biến áp thường được biểu diễn bằng sự kết hợp của bốn mã, được trình bày như sau từ trái sang phải:

Ví dụ: ONAN có nghĩa là hệ thống tự làm mát bằng dầu, tức là dầu bên trong được tuần hoàn tự nhiên, và không khí bên ngoài cũng được tuần hoàn tự nhiên.

Thứ hai, phương pháp làm mát của máy biến áp

Phương pháp làm mát của máy biến áp ngâm dầu, tùy theo công suất, có thể chia hệ thống làm mát thành: tự làm mát bằng dầu, làm mát bằng không khí ngâm dầu, làm mát bằng không khí tuần hoàn dầu cưỡng bức, làm mát bằng nước tuần hoàn dầu cưỡng bức, v.v.

1. Hệ thống tự làm mát bằng dầu

Hệ thống làm mát tự động ngâm dầu không có thiết bị làm mát đặc biệt, dầu tuần hoàn tự nhiên trong máy biến áp, và nhiệt từ lõi sắt và cuộn dây được truyền đến thành thùng hoặc bộ tản nhiệt bằng sự đối lưu của dầu. Theo kích thước công suất của máy biến áp, nó có thể được chia thành ba cấu trúc khác nhau:

1.1. Thành thùng nhẵn. Máy biến áp công suất nhỏ sử dụng cấu trúc này, vỏ thùng được hàn với tấm thép, và thành thùng hoàn toàn nhẵn;

1.2. Hộp biến áp dạng có gờ tản nhiệt. Hàn thêm các gờ tản nhiệt lên thành hộp nhẵn để mở rộng diện tích tiếp xúc với không khí, thích hợp cho các máy biến áp có công suất lớn hơn một chút;

1.3. Làm mát bằng ống dẫn nhiệt hoặc bộ tản nhiệt. Đối với máy biến áp có công suất lớn hơn, để tăng diện tích bề mặt làm mát của thùng nhiên liệu, một số bộ tản nhiệt được lắp đặt bên ngoài thùng nhiên liệu. Bộ tản nhiệt là một tập hợp các ống tản nhiệt với các đầu nối trên và dưới. Tháo các bộ phận.

Hình 1 thể hiện đường dẫn dòng dầu của máy biến áp tự làm mát ngâm dầu có ống dẫn nhiệt. Khi máy biến áp hoạt động, dầu trong thùng dầu bị nóng lên do sự nóng lên của lõi sắt và cuộn dây, dầu nóng sẽ dâng lên trên đỉnh thùng dầu, sau đó đi vào ống tản nhiệt từ cửa hút phía trên của ống tản nhiệt để làm mát. Dầu lạnh sẽ chảy xuống trong ống tản nhiệt, sau đó chảy vào phần dưới của thùng máy biến áp từ đầu dưới của ống, tự động tuần hoàn dòng dầu, giúp làm mát hiệu quả lõi và cuộn dây máy biến áp.

Hệ thống làm mát tự động ngâm dầu có cấu trúc đơn giản và độ tin cậy cao, được sử dụng rộng rãi trong các máy biến áp có công suất dưới 10.000kVA.

Hình 1. Đường dẫn dòng dầu của máy biến áp tự làm mát ngâm dầu.

1 - bình nhiên liệu; 2 - lõi sắt và cuộn dây; 3 - ống làm mát

2. Làm mát bằng không khí ngâm dầu

Hệ thống làm mát bằng không khí ngâm dầu, còn được gọi là hệ thống làm mát bằng không khí tuần hoàn tự nhiên hoặc hệ thống làm mát bằng không khí cưỡng bức. Hệ thống này lắp đặt một hoặc nhiều quạt bên cạnh mỗi bộ tản nhiệt của thùng dầu máy biến áp để chuyển đổi sự đối lưu tự nhiên của không khí thành đối lưu cưỡng bức nhằm tăng cường khả năng tản nhiệt của bộ tản nhiệt. So với hệ thống tự làm mát, hiệu quả làm mát có thể tăng từ 150% đến 200%, tương đương với việc tăng công suất đầu ra của máy biến áp từ 20% đến 40%.

Khi tải nhỏ, quạt có thể được tắt để máy biến áp hoạt động ở chế độ tự làm mát. Khi tải vượt quá một giá trị nhất định, chẳng hạn như 70% tải định mức, quạt có thể tự động được đưa vào hoạt động. Phương pháp làm mát này được sử dụng rộng rãi trong các máy biến áp công suất trung bình trên 10.000kVA.

3. Làm mát bằng không khí với hệ thống tuần hoàn dầu cưỡng bức

Hệ thống làm mát bằng không khí tuần hoàn dầu cưỡng bức cho máy biến áp công suất lớn. Hệ thống làm mát này dựa trên nguyên lý làm mát bằng không khí ngâm dầu, và một bơm dầu chìm được lắp đặt trên đường ống nối giữa vỏ chính của thùng dầu và bộ tản nhiệt có quạt (còn gọi là bộ làm mát). Khi bơm dầu hoạt động, dầu trong thùng dầu cưỡng bức được hút vào bộ tản nhiệt từ phía trên, sau đó đi vào thùng dầu từ phía dưới của máy biến áp để thực hiện tuần hoàn dầu cưỡng bức. Hiệu quả làm mát tỷ lệ thuận với tốc độ tuần hoàn của dầu. Hình 2 thể hiện cấu trúc làm mát của hệ thống làm mát bằng không khí tuần hoàn dầu cưỡng bức được sử dụng trong máy biến áp công suất lớn.

4. Làm mát bằng nước tuần hoàn dầu cưỡng bức

Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn dầu cưỡng bức bao gồm bơm dầu chìm, bộ làm mát dầu, đường ống dẫn dầu, đường ống dẫn nước làm mát, v.v. Khi hoạt động, dầu ở phần trên của máy biến áp được bơm dầu hút vào và sau đó được nén áp suất. Khi dầu được ép đi qua bộ làm mát dầu, nước làm mát được sử dụng để làm mát dầu. Do đó, trong hệ thống làm mát này, nhiệt lượng của lõi sắt và cuộn dây được truyền trước tiên vào dầu, sau đó nhiệt lượng trong dầu được truyền vào nước làm mát. Phương pháp làm mát này hoạt động tốt, nhưng yêu cầu về độ kín của máy biến áp rất cao, và áp suất dầu phải cao hơn áp suất nước làm mát trong quá trình làm mát. Cấu trúc hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn dầu cưỡng bức được thể hiện trong Hình 3.