Вичерпний посібник із систем охолодження трансформаторів: методи, класифікація та критерії відбору

Трансформери є ключовими в електроенергетичних системах, полегшуючи ефективну передачу та розподіл електроенергії. Однак їхня діяльність породжує тепло через властиві втрати, що потребує ефективних механізмів охолодження для підтримки продуктивності, безпеки та довговічності. Цей посібник заглиблюється в різні методи охолодження трансформаторів, їх класифікацію та фактори, що впливають на їх вибір.

Розуміння охолодження трансформатора

Трансформатори працюють шляхом перетворення електричної енергії з одного рівня напруги в інший. Під час цього процесу втрати трапляються у вигляді тепла всередині ядра та обмотки. Якщо не адекватно керовано, ця спека може призвести до:

• Зниження ефективності : підвищена температура підвищує стійкість, що призводить до більш високих втрат енергії.

• Деградація ізоляції : Надмірне тепло може погіршити ізоляційні матеріали, потенційно спричиняючи збої.

• Скорочений термін експлуатації : безперервний перегрів прискорює знос, зменшуючи оперативне життя трансформатора.

• Небезпека безпеки : перегріті трансформатори становлять ризики вогню чи вибуху, особливо в одиницях високої ємності.

Методи охолодження трансформатора

Методи охолодження класифікуються на основі середовища охолодження (повітря, нафта, вода) та режиму кровообігу (природний або вимушений). Нижче наведено всебічний огляд:

1. Трансформатори сухого типу (повітряне охолодження)

• Повітряне натуральне (AN) : використовує природну конвекцію повітря для розсіювання тепла. Підходить для невеликих трансформаторів з низькою потужністю.

• Повітряне вимушене (ФП) : використовує вентилятори або вентилятори для посилення циркуляції повітря, покращення тепловіддачі. Ідеально підходить для трансформаторів середнього розміру.

2. Трансформатори, що здійснюють нафту

• Нафтова натуральна натуральна (онан) : трансформатор занурений в нафту; Тепло переноситься на олію, яка циркулює природним шляхом, а тепло розсіюється через природну конвекцію повітря.

• Нафтовим природним повітрям примусовим (ONAF) : Подібно до Онана, але з примусовим циркуляцією повітря з використанням вентиляторів для посилення розсіювання тепла.

• Вимушене повітря вимушено (OFAF) : передбачає примусовий циркуляцію як нафти (через насоси), так і повітря (через вентилятори), забезпечуючи ефективне охолодження для трансформаторів високої ємності.

• Олійна примусова вода (OFWF) : Особливості примусової циркуляції олії та води, з маслом, що проходить через теплообмінники, охолоджені водою, придатні для трансформаторів дуже високої ємності.

• Нафтове примусове повітря натуральне (OFAN) : поєднує циркуляцію примусового нафти з природним охолодженням повітря, пропонуючи баланс між ефективністю та складністю.

• Вода Natural Natural (WNA) : використовує природну конвекцію води та повітря для охолодження, як правило, у спеціалізованих застосуванні.

• Натуральне повітря з примусовим повітрям (WFAN) : передбачає циркуляцію примусової води з природним повітряним охолодженням, забезпечуючи посилене теплове розсіювання.

• Вимушена олія з примусовою олією (WFOF) : Особливості примусової циркуляції води та олії, з маслом, що проходить через теплообмінники, охолоджені водою, придатні для трансформаторів високої ємності.

• Вимушене повітря примусово (WFOA) : передбачає примусовий циркуляцію води, і повітря, пропонуючи ефективне охолодження для великих трансформаторів.

Класифікації охолодження

Класифікації охолодження стандартизовані, щоб вказати на максимально допустиме підвищення температури вище температури навколишнього середовища:

• Клас А : Максимальне підвищення температури на 55 ° С.

• Клас В : Максимальне підвищення температури на 65 ° С.

• Клас С : Максимальне підвищення температури 80 ° C.

• Клас F : Максимальне підвищення температури на 105 ° C.

• Клас Н : Максимальне підвищення температури 125 ° С.

Ці класифікації допомагають визначити відповідний метод охолодження та матеріали для забезпечення надійності трансформаторів та довговічності.

Фактори, що впливають на вибір методу охолодження

Вибір відповідного методу охолодження залежить від декількох факторів:

• Рейтинг трансформаторів : трансформатори більш високої ємності потребують більш ефективних методів охолодження.

• Температура навколишнього середовища : гарячіші середовища можуть потребувати посилених систем охолодження.

• Місцезнаходження установки : у приміщенні установи можуть отримати користь від трансформаторів сухого типу, тоді як у налаштуваннях на відкритому повітрі можуть розміщуватися типи, що здійснюють нафту.

• Міркування щодо витрат : Розширені методи охолодження, такі як OFWF, дорожчі, але пропонують чудову продуктивність.

• Безпека та екологічні норми : У деяких галузях питання безпеки щодо небезпек пожеж або екологічних норм можуть диктувати використання сухих типів або менш небезпечних систем охолодження.

Висновок

Ефективне охолодження є першорядним для продуктивності трансформатора та безпеки. Розуміння різних методів охолодження та класифікації дозволяє вибирати найбільш підходящу систему для конкретних додатків, забезпечуючи ефективну та надійну роботу.