Шта је систем за хлађење трансформатора?

Систем за хлађење трансформатора је кључна компонента која обезбеђује његов безбедан, поуздан и дуготрајан{0}}рад. Његов главни задатак је да ефикасно одводи топлоту која се ствара током рада трансформатора (губитак бакра и губитак гвожђа) у околину, чиме се одржава температура компоненти трансформатора у дозвољеним границама и спречава брзо старење или оштећење изолационих материјала услед прегревања.

1. Зашто је потребно хлађење?
Током рада трансформатора, намотаји и језгро генеришу велику количину топлоте услед губитака (губитак отпора, губитак вртложне струје итд.), што доводи до пораста температуре. Изолациони материјали (као што су уље и папир) су изузетно осетљиви на температуру. Према класичном "правилу од 6 степени" или "правилу од 8 степени", животни век изолационих материјала се отприлике преполови за сваких 6-8 степени повећања температуре. Због тога је ефикасно хлађење кључно за продужење животног века трансформатора.

2. Класификација и шифре метода хлађења
Метода хлађења трансформатора је обично представљена словним кодовима, у складу са међународним стандардима (нпр. ИЕЦ 60076), који се састоје од 2-4 слова, који представљају:

Расхладни медијум: Прво слово означава унутрашњи расхладни медијум у контакту са намотајима.
О: Минерално уље или синтетичка изолациона течност са тачком паљења мањом или једнаком 300 степени.
K: Insulating liquid with a flash point >300 степени.
Л: Изолациона течност са немерљивом тачком паљења (као што су одређени синтетички естри).
Г: Гас (као што је ваздух).
В: Вода.

Начин циркулације: Друго слово представља начин циркулације унутрашњег расхладног медија.
Н: Природна конвекција (вруће уље расте, хладно уље се спушта, вођено температурном разликом).
Ф: Принудна циркулација (не-усмерена), уље циркулише пумпом.
Д: Усмерена принудна циркулација, где пумпа усмерава уље директно у специфичне канале унутар намотаја, обезбеђујући већу ефикасност хлађења.

Спољни расхладни медиј: Треће слово означава екстерни расхладни медиј.
О: Ваздух.
В: Вода.

Начин циркулације спољног расхладног медијума: Четврто слово означава начин циркулације спољног расхладног медијума.
Н: Природна конвекција (као што је природна циркулација ваздуха).
Ф: Принудна циркулација (попут вентилатора{0}}принудног ваздуха).

3. Детаљно објашњење уобичајених метода хлађења

1. Уљни-уроњени трансформатори
Ово је најчешћи метод хлађења енергетских трансформатора. Трансформатор је напуњен трансформаторским уљем, које делује и као изолациони медиј и као главни расхладни медиј.

ОНАН (уље природно ваздух природно)

• Принцип: Ослања се на природну конвекцију уља. Топлота коју стварају намотаји и језгро загрева трансформаторско уље. Вруће уље се диже до врха резервоара за уље и ослобађа топлоту у ваздух кроз радијаторе (расхладна ребра или цеви), док се охлађено уље спушта на дно резервоара, формирајући природну циркулацију.
• Карактеристике: Једноставна структура, поуздан, без буке-без одржавања,{1}}без одржавања.
• Примена: Мали разводни трансформатори (нпр. они који се користе у стамбеним подручјима или зградама).

ОНАФ (природна нафта)

• Принцип: На радијатор ОНАН трансформатора се додаје вентилатор. Када се оптерећење трансформатора повећа и температура расте, регулатор температуре аутоматски покреће вентилатор, присиљавајући проток ваздуха да убрза хлађење радијатора.
• Карактеристике: Значајно побољшан капацитет хлађења, са вентилаторима који се могу аутоматски покретати и заустављати у зависности од оптерећења/температуре, енергетски{0}}ефикасни.
• Примена: Трансформатори средње до велике снаге, широко коришћени.

ОФАФ/ОДАФ (Присилно ваздухопловство са нафтом / Принудно ваздухопловство усмерено на уље)

• Принцип: Поред додавања вентилатора, додаје се и пумпа за уље. Пумпа присиљава трансформаторско уље да брже циркулише кроз радијаторе. ОДАФ (диригована) технологија ово иде даље тако што прецизно усмерава уље у капиларне канале унутар намотаја, значајно побољшавајући ефикасност хлађења на најтоплијим тачкама (унутар намотаја).
• Карактеристике: Изузетно јак капацитет хлађења, релативно сложена структура.
• Примена: Велики ултра{0}}трансформатори високог напона, главни трансформатори у електранама-великог капацитета.

ОФВФ/ОДВФ (присиљено на уље)

• Принцип: Користи измењивач топлоте-на-воду (хладњак) уместо радијатора који се хлади ваздухом{2}}. Вруће трансформаторско уље се пумпа у хладњак где се топлота преноси на текућу расхладну воду. Охлађено уље се затим враћа у трансформатор.
• Карактеристике: Веома висока ефикасност хлађења, на коју температура не утиче. Међутим, захтева поуздан систем циркулације воде (пумпе, цеви, вентили, итд.), има високе трошкове и захтеве за одржавањем и носи ризик од мешања-уље и воде и цурења.
• Примена: Ултра-велики трансформатори смештени у областима са обиљем воде (као што су хидроелектране) или областима где ограниченост простора спречава хлађење ваздуха (као што су подземне подстанице).

2. Трансформатори сувог{1}}типа
Трансформатори сувог{0}}типа користе ваздух (или чврсту изолацију као што је епоксидна смола) као интерни медијум за хлађење, а њихов начин хлађења је релативно једноставан.
АН (природно хлађење ваздуха)

• Принцип: Ослања се на природну конвекцију ваздуха и радијационо хлађење из кућишта трансформатора.
• Примена: суви трансформатори-малог капацитета{1}}.

АФ (присилно ваздушно хлађење)

• Принцип: Инсталирајте вентилаторе испод или око тела трансформатора како би прогурали хладан ваздух кроз пролазе између намотаја, одводећи топлоту.
• Карактеристике: Обично опремљен интелигентном контролом; вентилатори се аутоматски покрећу када је стопа оптерећења висока, што омогућава повећање излазног капацитета трансформатора за 40%-50%.
• Примена: Суви трансформатори средњег до великог капацитета-капацитета-, који се обично користе у унутрашњим подстаницама, зградама, метроима и другим местима са високим захтевима за безбедност од пожара.

Систем хлађења трансформатора је критичан део његовог дизајна, који директно утиче на излазни капацитет трансформатора, оперативну ефикасност и век трајања. Избор одговарајуће методе хлађења је резултат балансирања трошкова, поузданости, сложености одржавања и окружења за инсталацију.