Комплексное руководство по системам охлаждения трансформатора: методы, классификации и критерии отбора

Трансформаторы имеют ключевое значение в электроэнергии, способствуя эффективному передаче и распределению электроэнергии. Однако их операция генерирует тепло из -за неотъемлемых потерь, что требует эффективных механизмов охлаждения для поддержания производительности, безопасности и долговечности. Это руководство углубляется в различные методы охлаждения трансформатора, их классификации и факторы, влияющие на их выбор.

Понимание охлаждения трансформатора

Трансформаторы работают путем преобразования электрической энергии из одного уровня напряжения в другой. Во время этого процесса потери происходят в форме тепла в ядре и обмотках. Если не достаточное управление, это тепло может привести к:

• Снижение эффективности : повышенные температуры повышают сопротивление, что приводит к более высоким потерям энергии.

• Разрушение изоляции : чрезмерное тепло может ухудшать изоляционные материалы, что может вызвать сбои.

• Укороченная продолжительность жизни : непрерывное перегрев ускоряет износ, уменьшая эксплуатационную жизнь трансформатора.

• Опасности безопасности : перегретые трансформаторы представляют риск пожара или взрыва, особенно в подразделениях высокой емкости.

Методы охлаждения трансформатора

Методы охлаждения классифицируются на основе охлаждающей среды (воздух, нефть, вода) и режим циркуляции (натуральный или принужденный). Ниже приведен комплексный обзор:

1. Трансформаторы сухого типа (воздушное охлаждение)

• Воздух натуральный (AN) : использует естественную конвекцию воздуха для рассеивания тепла. Подходит для небольших трансформаторов с низкими рейтингами мощности.

• Воздух принуждает (AF) : использует вентиляторы или воздуходувки для улучшения циркуляции воздуха, улучшая рассеяние тепла. Идеально подходит для трансформаторов среднего размера.

2. Нефтяные трансформаторы

• Натуральный нефтяной воздух (Onan) : трансформатор погружен в нефть; Тепло переносится в масло, которое циркулирует естественным образом, а тепло рассеивается через натуральную конвекцию воздуха.

• Нефтяной натуральный воздух принудил (ONAF) : аналогично Onan, но с принудительным воздушным циркуляцией с использованием вентиляторов для усиления рассеяния тепла.

• Нефтяной принудительный воздух (OFFAF) : включает в себя принудительное циркуляцию как нефти (через насосы), так и воздуха (через вентиляторы), обеспечивая эффективное охлаждение для трансформаторов высокой емкости.

• Нефтяная вода, принудительная (OFWF) : Принудительные циркуляции масла и воды, при этом нефть, проходящее через теплообменники, охлажденные водой, подходящие для трансформаторов с очень высокой емкостью.

• Нефтяной натуральный воздух (OFAN) : сочетает в себе принудительное нефтяное циркуляцию с натуральным воздушным охлаждением, предлагая баланс между эффективностью и сложностью.

• Натуральный воздух воды (WNA) : использует естественную конвекцию воды и воздуха для охлаждения, обычно в специализированных применениях.

• Вода натуральный воздух натуральный (WFAN) : включает в себя принудительное циркуляцию воды с натуральным воздушным охлаждением, обеспечивающее усиление рассеяния тепла.

• Принудительное масло воды (WFOF) : Принудительные циркуляции как воды, так и масла, при этом нефть, проходящее через теплообменники, охлажденные водой, подходящая для трансформаторов высокой емкости.

• Вода принудительный воздух принудительный (WFOA) : включает в себя принудительное циркуляцию как воды, так и воздуха, предлагая эффективное охлаждение для крупных трансформаторов.

Классификации охлаждения

Классификации охлаждения стандартизированы для указания максимально допустимого повышения температуры выше температуры окружающей среды:

• Класс A : максимальное повышение температуры на 55 ° C.

• Класс B : максимальное повышение температуры на 65 ° C.

• Класс C : максимальное повышение температуры на 80 ° C.

• Класс F : максимальное повышение температуры на 105 ° C.

• Класс H : максимальное повышение температуры на 125 ° C.

Эти классификации помогают определить соответствующий метод охлаждения и материалы для обеспечения надежности трансформатора и долговечности.

Факторы, влияющие на выбор метода охлаждения

Выбор соответствующего метода охлаждения зависит от нескольких факторов:

• Рейтинг трансформаторов : трансформаторы с более высокой емкостью требуют более эффективных методов охлаждения.

• Температура окружающей среды : более горячие среды могут потребовать улучшенных систем охлаждения.

• Расположение установки : внутренние установки могут выиграть от трансформаторов сухого типа, в то время как на открытых настройках могут вместить типы, связанные с нефтью.

• Соображения стоимости : передовые методы охлаждения, такие как OFW, дороже, но предлагают превосходную производительность.

• Безопасные и экологические нормы : В определенных отраслях проблемы безопасности в отношении пожарных опасностей или экологических правил могут определять использование систем сухого типа или менее опасного охлаждения.

Заключение

Эффективное охлаждение имеет первостепенное значение для производительности и безопасности трансформатора. Понимание различных методов охлаждения и классификаций позволяет выбирать наиболее подходящую систему для конкретных применений, обеспечивая эффективную и надежную работу.