درک روشهای خنک کننده ترانسفورماتور ناشی از روغن: از Onan تا ODWF

Jul 15, 2025

پیام بگذارید

سیستم خنک کننده ترانسفورماتور قدرت از دو قسمت تشکیل شده است: سیستم خنک کننده داخلی ، که گرمای تولید شده توسط سیم پیچ ها و هسته را به محیط عایق تبدیل می کند. سیستم خنک کننده خارجی ، که تضمین می کند گرما در محیط در خارج از ترانسفورماتور از بین برود. بسته به ظرفیت دارای رتبه ترانسفورماتور ، نوع محیط عایق و روش گردش خون ، ترانسفورماتور روشهای مختلف خنک کننده را اتخاذ می کند. متداول ترین روشهای خنک کننده در ترانسفورماتورهای ناشی از روغن شامل موارد زیر است عبارتند از: خود یخ زدگی ناشی از روغن (ONAN) ، خنک کننده هوای ناشی از روغن (ONAF) ، هوای اجباری روغن اجباری (OFAF) ، خنک کننده آب اجباری روغن (OFWF) ، خنک کننده گردش خون (ODAF) و روغن خنک کننده آب خنک کننده آب (ODWF).

با توجه به مشخصات "IEC 60076-2: مقررات افزایش دما برای ترانسفورماتورهای قدرت آلوده به روغن" ، "IEEE C57.12.00: الزامات عمومی برای توزیع عایق مایع ، قدرت و ترانسفورماتورهای تنظیم کننده ولتاژ" ، و "CSA C88.1: Transformers Power and-retctors" ، روش های خنک کننده کادر را نشان می دهند. دنبال می کند:

حرف اول نشان دهنده محیط خنک کننده داخلی در تماس با سیم پیچ است:
O	روغن معدنی یا مایع عایق مصنوعی با نقطه فلش بیش از 300 درجه ؛
K	مایع عایق با نقطه فلش بیشتر از 300 درجه ، روغن استر مصنوعی ، روغن استر طبیعی و غیره
L	SF₆ یا سایر مایعات و گازها ، که معمولاً مورد استفاده قرار نمی گیرند ، عمدتا در محیط های خاص

حرف دوم نشان دهنده حالت گردش محیط خنک کننده داخلی است:
N	جریان روغن از طریق تجهیزات خنک کننده و سیم پیچ یک گردش خون همرفت حرارتی طبیعی است.
F	جریان روغن در تجهیزات خنک کننده یک گردش اجباری است و جریان روغن از طریق سیم پیچ یک گردش همرفت حرارتی است.
D	جریان روغن در تجهیزات خنک کننده گردش اجباری است.

حرف سوم نشان دهنده محیط خنک کننده خارجی است:
A	هوا
W	اب

حرف چهارم حاکی از حالت گردش محیط خنک کننده خارجی است:
N	همرفت طبیعی ؛
F	گردش اجباری (فن ، پمپ و غیره)

سیستم خودیشان در حال نفتی هیچ تجهیزات خنک کننده خاصی ندارد. روغن به طور طبیعی در ترانسفورماتور گردش می کند. گرمای ایجاد شده توسط هسته و سیم پیچ با همرفت روغن به دیواره مخزن روغن یا رادیاتور منتقل می شود. روغن ترانسفورماتور در داخل مخزن ترانسفورماتور توسط بدنه ترانسفورماتور گرم می شود و چگالی کاهش می یابد. جریان روغن در داخل مخزن بالا می رود و گرما از طریق دستگاه اتلاف گرما یا دیواره مخزن منتقل می شود. دما کاهش می یابد ، چگالی افزایش می یابد و جریان روغن ترانسفورماتور در دستگاه اتلاف گرما یا مخزن کاهش می یابد و سپس دوباره توسط بدن گرم می شود و چرخه ادامه می یابد. گردش خون روغن کاملاً توسط شناور طبیعی ناشی از اختلاف چگالی ناشی از دما هدایت می شود. سیستم خودساندن نفتی دارای یک ساختار ساده و قابلیت اطمینان بالا است و به طور گسترده در ترانسفورماتورها با ظرفیت کمتر از 10،000 کیلو ولت استفاده می شود.

در سیستم خودساژهای نفتی ترانسفورماتور ، روغن در نقطه A وارد سیم پیچ می شود و پس از گرم شدن به سمت بالا جریان می یابد و از پیچ در نقطه B خارج می شود. از نقطه B به نقطه C ، روغن توسط پوشش مخزن و دیواره مخزن کمی خنک می شود و از نقطه C وارد رادیاتور می شود. از نقطه C تا نقطه D ، روغن خنک می شود و پایین می آید ، و روغن از نقطه D وارد می شود و وارد مخزن می شود و سپس روغن در نقطه A وارد سیم پیچ می شود.

سیستم خنک کننده هوا با نفت ، همچنین به عنوان گردش طبیعی روغن و سیستم خنک کننده هوا اجباری شناخته می شود. روغن به طور طبیعی در مخزن روغن گردش می کند. یک یا چند فن در کنار هر رادیاتور مخزن روغن ترانسفورماتور نصب شده است تا همرفت طبیعی هوا را به همرفت اجباری تغییر دهد تا ظرفیت اتلاف گرما رادیاتور را افزایش دهد.

این روش راندمان خنک کننده را 150-200 ٪ در مقایسه با ONAN بهبود می بخشد. در نتیجه ، ظرفیت بار ترانسفورماتور می تواند 20-40 ٪ افزایش یابد. هنگامی که بار کوچک است ، می توان فن را متوقف کرد تا ترانسفورماتور در یک حالت خودساخته اجرا شود. هنگامی که بار بیش از یک مقدار مشخص شده خاص ، مانند 70 ٪ بار رتبه بندی شده ، فن را می توان به طور خودکار به کار گرفت. این روش خنک کننده به طور گسترده ای در ترانسفورماتورهای با ظرفیت متوسط بالاتر از 10،000kVA استفاده می شود.

سیستم خنک کننده هوا گردش خون اجباری برای ترانسفورماتورهای با ظرفیت بزرگ استفاده می شود. این سیستم خنک کننده مبتنی بر سیستم خنک کننده هوا با روغن است و یک پمپ روغن زیر آب روی لوله اتصال بین پوسته اصلی مخزن روغن و رادیاتور با یک فن (که به آن کولر نیز گفته می شود) نصب می شود. هنگامی که پمپ روغن در حال اجرا است ، روغن موجود در مخزن روغن مجبور می شود از بالا به رادیاتور مکیده شود و سپس برای دستیابی به گردش خون اجباری وارد مخزن روغن از پایین ترانسفورماتور شود. اثر خنک کننده مربوط به سرعت گردش روغن است. همانطور که در شکل نشان داده شده است ، ساختار خنک کننده سیستم خنک کننده هوای گردش خون اجباری که در ترانسفورماتورهای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.

خنک کننده آب اجباری روغن اجباری سیستمی است که روغن ترانسفورماتور را از طریق پمپ روغن گردش می کند و از یک کولر آبی (مانند صفحه یا پوسته و مبدل حرارتی لوله) برای خنک کننده استفاده می کند. روغن داغ ترانسفورماتور از طریق کولر تحت عمل پمپ روغن جریان می یابد ، گرما را با آب خنک کننده تبادل می کند و سپس برای تکمیل فرآیند خنک کننده به ترانسفورماتور باز می گردد. OFWF دارای یک سیستم خنک کننده آب با راندمان بالا و یک ردپای کوچک است و اغلب در گیاهان برق ، زیرزمین های زیرزمینی یا مکان هایی با فضای محدود استفاده می شود.

خنک کننده هوای گردش خون به کارگردانی یک روش خنک کننده کارآمد است که از پمپ روغن برای مجبور کردن روغن عایق از طریق لکه های داغ در سیم پیچ (مانند کانال روغن بین کویل ها) استفاده می کند و گرما را با هوا از طریق کولر خنک کننده هوا مبادله می کند. این روش طراحی کانال روغن هدایت شده را با جریان هوای اجباری برای بهبود یکنواختی و کارآیی خنک کننده ترکیب می کند. جریان روغن به گونه ای طراحی شده است که از طریق قسمت های کلیدی سیم پیچ جهت دار باشد و کنترل حرارتی دقیق تر است.

خنک کننده آب گردش خون به کارگردانی یک سیستم خنک کننده با سطح بالا است که ترکیبی از فناوری جریان روغن هدایت شده با سیستم تبادل حرارتی با آب خنک است. جریان روغن توسط ساختار راهنمای جریان در داخل ترانسفورماتور کنترل می شود تا از ناحیه بار گرمای زیاد عبور کند و گرما به سرعت توسط کولر آب در خارج از آن گرفته می شود. برای سیستم های ترانسفورماتور با نیازهای خنک کننده بسیار بالا مناسب است. مسیر جریان روغن کنترل می شود و خنک کننده یکنواخت است. این ماده بیشتر در ترانسفورماتورهای پله ای نیروگاه بزرگ ، ترانسفورماتورهای اصلی شبکه برق و موارد دیگر با الزامات پایداری حرارتی بسیار بالا استفاده می شود.