幹貨丨變壓器冷卻係統最全講解

來源:rootadmin | 2022-05-13

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  電力變壓器的冷卻係統包括兩部分:內部冷卻係統,它保證繞組、鐵芯的熱量散入到周圍的介質中;外部冷卻係統,保證介質中的熱散到變壓器外。根據變壓器容量的大小,介質和循環種類的不同,變壓器采用不同的冷卻方式。

 

   ► 一、冷卻方式的表示

 

  表1  冷卻種類的表示

  

  變壓器的冷卻方式一般采用四個代號組合來表示,按照從左到右分別表示如下:

 

表2  變壓器的冷卻方式表示方法

 

  例如:ONAN表示油浸自冷式,即內部油自然循環,外部空氣自然循環

 

  ►二、變壓器的冷卻方式

 

  油浸式電力變壓器的冷卻方式,按其容量的大小,冷卻係統可分為:油浸自冷式、油浸風冷式、強迫油循環風冷式、強迫油循環水冷式等幾種。

 

  1、油浸自冷式

  油浸自冷式冷卻係統沒有特殊的冷卻設備,油在變壓器內自然循環,鐵芯和繞組所發出的熱量依靠油的對流作用傳至油箱壁或散熱器。按變壓器容量的大小,又可分為三種不同的結構:

  1.1、平滑式箱壁。容量很小的變壓器采用這種結構,箱殼是用鋼板焊接而成,箱壁是完全平滑的;

  1.2、散熱筋式箱壁。在平滑箱壁上焊接一些散熱筋,擴大了與空氣接觸的麵積,適合於容量稍大的變壓器;

  1.3、散熱管或散熱器式冷卻。容量更大些的變壓器,為了增大油箱的冷卻表麵,則在油箱外加裝若幹散熱器,散熱器就是具有上、下聯箱的一組散熱管,散熱器通過法蘭與油箱連接,是可拆部件。

  圖1所示為帶有散熱管的油浸自冷式變壓器的油流路徑。變壓器運行時,油箱內的油因鐵芯和繞組發熱而受熱,熱油會上升至油箱頂部,然後從散熱管的上端入口進入散熱管內,散熱管的外表麵與外界冷空氣相接觸,使油得到冷卻。冷油在散熱管內下降,由管的下端再流入變壓器油箱下部,自動進行油流循環,使變壓器鐵芯和繞組得到有效冷卻。

  油浸自冷式冷卻係統結構簡單、可靠性高,廣泛用於容量10000kVA以下的變壓器。

 

圖1 油浸自冷式變壓器油流路徑

1一油箱;2一鐵芯與繞組;3一散熱管

 

  2、油浸風冷式

 

  油浸風冷式冷卻係統,也稱油自然循環、強製風冷式冷卻係統。它是在變壓器油箱的各個散熱器旁安裝一個至幾個風扇,把空氣的自然對流作用改變為強製對流作用,以增強散熱器的散熱能力。它與自冷式係統相比,冷卻效果可提高150%~200%,相當於變壓器輸出能力提高20%~40%。

 

  當負載較小時,可停止風扇而使變壓器以自冷方式運行,當負載超過某一規定值,例如70%額定負載時,可使風扇自動投入運行。這種冷卻方式廣泛應用於10000kVA以上的中等容量的變壓器。

 

圖2  強迫油循環風冷式冷卻係統結構

 

  ►三、強迫油循環風冷式

  

  強迫油循環風冷式冷卻係統用於大容量變壓器。這種冷卻係統是在油浸風冷式的基礎上,在油箱主殼體與帶風扇的散熱器(也稱冷卻器)的連接管道上裝有潛油泵。油泵運轉時,強製油箱體內的油從上部吸入散熱器,再從變壓器的下部進入油箱體內,實現強迫油循環。冷卻的效果與油的循環速度有關。如圖2所示為大型變壓器使用的強迫油循環風冷式冷卻係統種的冷卻結構。

 

  ►四、強迫油循環水冷

  

  強迫油循環水冷卻係統由潛油泵、冷油器、油管道、冷卻水管道等組成。工作時,變壓器上部的油被油泵吸入後增壓,迫使油通過冷油器時,利用冷卻水冷卻油。因此,這種冷卻係統中,鐵芯和繞組的熱先傳給油,油中的熱再傳給冷卻水。這種冷卻方式效果很好,但變壓器的密封要求很高,而且冷卻過程中油壓必須高於冷卻水的壓力。如圖3所示強迫油循環水冷式冷卻係統結構。

 

圖3  強迫油循環水冷式冷卻係統結構

1-變壓器;2-潛油泵;3-冷油器;

4-冷卻水管,5-油管道

 

排版編輯丨企劃

技術校對丨馬工

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