Κατανόηση του πετρελαίου - μεθόδων ψύξης μετασχηματιστή: από το Onan στο ODWF

Jul 15, 2025

Αφήστε ένα μήνυμα

Το σύστημα ψύξης του μετασχηματιστή ισχύος αποτελείται από δύο μέρη: το εσωτερικό σύστημα ψύξης, το οποίο διαλύει τη θερμότητα που παράγεται από τις περιελίξεις και τον πυρήνα στο μονωτικό μέσο. Το εξωτερικό σύστημα ψύξης, το οποίο εξασφαλίζει ότι η θερμότητα στο μέσο διαχέεται εκτός του μετασχηματιστή. Ανάλογα με την ονομαστική χωρητικότητα του μετασχηματιστή, τον τύπο μονωτικού μέσου και τη μέθοδο κυκλοφορίας, ο μετασχηματιστής υιοθετεί διαφορετικές μεθόδους ψύξης. Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες μεθόδους ψύξης στο λάδι - βυθισμένοι μετασχηματιστές περιλαμβάνουν: λάδι - βυθισμένο εαυτό - ψύξη (Onan), ψύξη πετρελαίου (onan), κατευθυνόμενη ψύξη νερού κυκλοφορίας (ODWF).

Σύμφωνα με τις προδιαγραφές του "IEC 60076 - 2: Κανονισμοί αύξησης της θερμοκρασίας για το πετρέλαιο - βυθισμένοι μετασχηματιστές ισχύος", "IEEE C57.12.00: Γενικές απαιτήσεις για υγρούς μετασχηματιστές -. Οι αντιδραστήρες ", οι μέθοδοι ψύξης του λαδιού - βυθισμένοι μετασχηματιστές αντιπροσωπεύονται από κωδικούς τεσσάρων γραμμάτων και η σύνθεση και η σημασία τους είναι τα εξής:

Το πρώτο γράμμα αντιπροσωπεύει το εσωτερικό μέσο ψύξης σε επαφή με την περιέλιξη:
O	Ορυκτέλαιο ή συνθετικό μονωτικό υγρό με σημείο ανάφλεξης όχι περισσότερο από 300 βαθμούς.
K	Μονωτικό υγρό με σημείο ανάφλεξης μεγαλύτερο από 300 βαθμούς, λάδι συνθετικού εστέρα, φυσικό έλαιο, κλπ.
L	SF₆ ή άλλα υγρά και αέρια, που δεν χρησιμοποιούνται συνήθως, κυρίως σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα

Το δεύτερο γράμμα υποδεικνύει τον τρόπο κυκλοφορίας του εσωτερικού μέσου ψύξης:
N	Η ροή λαδιού μέσω του εξοπλισμού ψύξης και η περιέλιξη είναι μια φυσική κυκλοφορία θερμικής μεταφοράς.
F	Η ροή λαδιού στον εξοπλισμό ψύξης είναι μια αναγκαστική κυκλοφορία και η ροή λαδιού μέσω της περιέλιξης είναι μια θερμική κυκλοφορία μεταφοράς.
D	Η ροή λαδιού στον εξοπλισμό ψύξης είναι μια αναγκαστική κυκλοφορία.

Το τρίτο γράμμα υποδεικνύει το εξωτερικό μέσο ψύξης:
A	Αέρας
W	Νερό

Το τέταρτο γράμμα υποδεικνύει τον τρόπο κυκλοφορίας του εξωτερικού μέσου ψύξης:
N	Φυσική μεταφορά ·
F	Αναγκαστική κυκλοφορία (ανεμιστήρας, αντλία κ.λπ.)

Το πετρέλαιο - βυθισμένο εαυτό - σύστημα ψύξης δεν διαθέτει ειδικό εξοπλισμό ψύξης. Το λάδι κυκλοφορεί φυσικά στον μετασχηματιστή. Η θερμότητα που παράγεται από τον πυρήνα και την περιέλιξη μεταφέρεται στο τοίχωμα ή το καλοριφέρ του πετρελαίου με τη μεταφορά του πετρελαίου. Το λάδι μετασχηματιστή μέσα στη δεξαμενή μετασχηματιστή θερμαίνεται από το σώμα του μετασχηματιστή και η πυκνότητα μειώνεται. Η ροή λαδιού αυξάνεται μέσα στη δεξαμενή και η θερμότητα μεταφέρεται μέσω της συσκευής διάχυσης θερμότητας ή του τοιχώματος της δεξαμενής. Η θερμοκρασία πέφτει, η πυκνότητα αυξάνεται και η ροή λαδιού μετασχηματιστή πέφτει στη συσκευή διάχυσης θερμότητας ή στη δεξαμενή και στη συνέχεια θερμαίνεται από το σώμα και πάλι και ο κύκλος συνεχίζεται. Η κυκλοφορία του πετρελαίου οδηγείται εξ ολοκλήρου από φυσική άνωση που προκύπτει από τη θερμοκρασία - επαγόμενες διαφορές πυκνότητας. Το πετρέλαιο - βυθισμένο εαυτό - σύστημα ψύξης έχει μια απλή δομή και υψηλή αξιοπιστία και χρησιμοποιείται ευρέως σε μετασχηματιστές με χωρητικότητα μικρότερη από 10.000kVA.

Στο πετρέλαιο μετασχηματιστή - βυθισμένο εαυτό - σύστημα ψύξης, το λάδι εισέρχεται στην περιέλιξη στο σημείο Α και ρέει προς τα πάνω μετά από θερμαίνεται και ρέει έξω από την περιέλιξη στο σημείο Β. Από το σημείο C στο σημείο D, το λάδι ψύχεται και κατεβαίνει και το λάδι που ρέει από το σημείο D εισέρχεται στη δεξαμενή και στη συνέχεια το λάδι εισέρχεται στην περιέλιξη στο σημείο Α.

Λάδι - Βυθισμένος αέρας - σύστημα ψύξης, επίσης γνωστό ως φυσική κυκλοφορία πετρελαίου και αναγκαστικό σύστημα - ψύξης. Το λάδι κυκλοφορεί φυσικά στη δεξαμενή λαδιού. Ένας ή περισσότεροι ανεμιστήρες εγκαθίστανται δίπλα σε κάθε ψυγείο της δεξαμενής λαδιού μετασχηματιστή για να αλλάξουν τη φυσική μεταφορά του αέρα σε αναγκαστική μεταφορά για να ενισχύσουν την ικανότητα διάχυσης θερμότητας του καλοριφέρ.

Αυτή η μέθοδος βελτιώνει την απόδοση ψύξης κατά 150-200% σε σύγκριση με το ONAN. Ως αποτέλεσμα, η χωρητικότητα φορτίου του μετασχηματιστή μπορεί να αυξηθεί κατά 20-40%. Όταν το φορτίο είναι μικρό, ο ανεμιστήρας μπορεί να σταματήσει για να κάνει τον μετασχηματιστή να τρέχει σε έναν εαυτό - λειτουργία ψύξης. Όταν το φορτίο υπερβαίνει μια συγκεκριμένη τιμή, όπως το 70% του ονομαστικού φορτίου, ο ανεμιστήρας μπορεί να τεθεί σε λειτουργία αυτόματα. Αυτή η μέθοδος ψύξης χρησιμοποιείται ευρέως στο μέσο - μετασχηματιστές χωρητικότητας πάνω από 10.000kVA.

Το σύστημα ψύξης αέρα εξαναγκασμού πετρελαίου χρησιμοποιείται για μεγάλα - μετασχηματιστές χωρητικότητας. Αυτό το σύστημα ψύξης βασίζεται στο σύστημα ψύξης αέρα -, και μια υποβρύχια αντλία λαδιού είναι εγκατεστημένη στον σωλήνα σύνδεσης μεταξύ του κύριου κελύφους της δεξαμενής λαδιού και του καλοριφέρ με ανεμιστήρα (που ονομάζεται επίσης ψυγείο). Όταν η αντλία λαδιού λειτουργεί, το λάδι στη δεξαμενή λαδιού αναγκάζεται να αναρροφηθεί στο ψυγείο από την κορυφή και στη συνέχεια εισέρχεται στη δεξαμενή λαδιού από το κάτω μέρος του μετασχηματιστή για να επιτύχει την αναγκαστική κυκλοφορία του πετρελαίου. Το φαινόμενο ψύξης σχετίζεται με την ταχύτητα κυκλοφορίας του πετρελαίου. Όπως φαίνεται στο σχήμα, η δομή ψύξης του συστήματος ψύξης αέρα που χρησιμοποιείται σε μεγάλους μετασχηματιστές.

Η ψύξη νερού που κυκλοφορούν αναγκαστικά πετρελαίου είναι ένα σύστημα που κυκλοφορεί το λάδι μετασχηματιστή μέσω μιας αντλίας λαδιού και χρησιμοποιεί ψύκτη νερού (όπως ένα πλάκα ή ένας εναλλάκτης θερμότητας κελύφους και σωλήνα) για ψύξη. Το καυτό λάδι του μετασχηματιστή ρέει μέσα από το ψυγείο κάτω από τη δράση της αντλίας λαδιού, η ανταλλαγή θερμότητας με το νερό ψύξης και στη συνέχεια επιστρέφει στον μετασχηματιστή για να ολοκληρώσει τη διαδικασία ψύξης. Το OFWF διαθέτει υψηλό σύστημα ψύξης νερού από την απόδοση και ένα μικρό αποτύπωμα και χρησιμοποιείται συχνά σε υδροηλεκτρικά φυτά, υπόγειους υποσταθμούς ή χώρους με περιορισμένο χώρο.

Η ψύξη αέρα που κατευθύνεται με πετρέλαιο κυκλοφορίας είναι μια αποτελεσματική μέθοδος ψύξης που χρησιμοποιεί μια αντλία λαδιού για να αναγκάσει το μονωτικό λάδι μέσα από τα καυτά σημεία στην περιέλιξη (όπως το κανάλι λαδιού μεταξύ των πηνίων) και η ανταλλαγή θερμαίνεται με τον αέρα μέσω του αέρα- ψύξης ψύξης. Αυτή η μέθοδος συνδυάζει το σχεδιασμό του καναλιού πετρελαίου καθοδηγούμενου με καταναγκαστική ροή αέρα για να βελτιώσει την ομοιομορφία και την αποτελεσματικότητα της ψύξης. Η ροή λαδιού έχει σχεδιαστεί για να είναι κατευθυντική μέσα από τα βασικά τμήματα της περιέλιξης και ο θερμικός έλεγχος είναι ακριβέστερος.

Η ψύξη του νερού που κατευθύνεται με πετρέλαιο είναι ένα υψηλό σύστημα ψύξης που συνδυάζει την τεχνολογία ροής πετρελαίου με νερό - ψυγμένο σύστημα ανταλλαγής θερμότητας. Η ροή λαδιού ελέγχεται από τη δομή οδηγού ροής μέσα στον μετασχηματιστή για να περάσει από την περιοχή υψηλής θερμικής φόρτωσης και η θερμότητα απομακρύνεται γρήγορα από το ψυγείο νερού έξω. Είναι κατάλληλο για συστήματα μετασχηματιστών με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις ψύξης. Η διαδρομή ροής λαδιού ελέγχεται και η ψύξη είναι ομοιόμορφη. Χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον σε βήμα μεγάλου σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας - UP Transformers, μετασχηματιστές κύριου δικτύου και άλλες περιπτώσεις με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις θερμικής σταθερότητας.