Kas yra transformatoriaus aušinimo sistema?

Transformatoriaus aušinimo sistema yra pagrindinis komponentas, užtikrinantis saugų, patikimą ir ilgalaikį jo veikimą. Pagrindinė jo užduotis – efektyviai išsklaidyti transformatoriaus veikimo metu susidarančią šilumą (vario ir geležies nuostolius) į supančią aplinką, tokiu būdu išlaikant transformatoriaus komponentų temperatūrą leistinose ribose ir užkertant kelią izoliacinių medžiagų greitam senėjimui ar pažeidimams dėl perkaitimo.

1. Kodėl reikalingas vėsinimas?
Transformatoriaus veikimo metu apvijos ir šerdis dėl nuostolių (varžos nuostolių, sūkurinių srovių nuostolių ir kt.) generuoja didelį šilumos kiekį, todėl temperatūra pakyla. Izoliacinės medžiagos (pvz., alyva ir popierius) yra itin jautrios temperatūrai. Pagal klasikinę „6 laipsnių taisyklę“ arba „8 laipsnių taisyklę“, izoliacinių medžiagų eksploatavimo trukmė sumažėja maždaug perpus, kai temperatūra padidėja 6–8 laipsniais. Todėl efektyvus aušinimas yra raktas į transformatoriaus tarnavimo laiką.

2. Aušinimo būdų klasifikacija ir kodai
Transformatoriaus aušinimo būdas dažniausiai vaizduojamas raidžių kodais, atitinkančiais tarptautinius standartus (pvz., IEC 60076), susidedančiais iš 2-4 raidžių, vaizduojančių:

Aušinimo terpė: pirmoji raidė nurodo vidinę aušinimo terpę, besiliečiančią su apvijomis.
O: mineralinė alyva arba sintetinis izoliacinis skystis, kurio pliūpsnio temperatūra yra mažesnė arba lygi 300 laipsnių.
K: Insulating liquid with a flash point >300 laipsnių.
L: Izoliacinis skystis, kurio pliūpsnio temperatūra neišmatuojama (pvz., tam tikri sintetiniai esteriai).
G: Dujos (pvz., oras).
W: Vanduo.

Cirkuliacijos metodas: antroji raidė reiškia vidinės aušinimo terpės cirkuliacijos metodą.
N: Natūrali konvekcija (karštas aliejus pakyla, šaltas aliejus nusileidžia, veikiamas temperatūrų skirtumo).
F: priverstinė cirkuliacija (ne{0}}nukreipta), alyva cirkuliuoja siurbliu.
D: nukreipta priverstinė cirkuliacija, kai siurblys nukreipia alyvą tiesiai į tam tikrus apvijų kanalus, užtikrindamas didesnį aušinimo efektyvumą.

Išorinė aušinimo terpė: trečioji raidė nurodo išorinę aušinimo terpę.
A: Oras.
W: Vanduo.

Išorinės aušinimo terpės cirkuliacijos būdas: Ketvirta raidė nurodo išorinės aušinimo terpės cirkuliacijos būdą.
N: natūrali konvekcija (pvz., natūrali oro cirkuliacija).
F: priverstinė cirkuliacija (pvz., ventiliatorius{0}}priverstinis oras).

3. Išsamus bendrų aušinimo metodų paaiškinimas

1. Alyvos -panardinamieji transformatoriai
Tai yra labiausiai paplitęs galios transformatorių aušinimo būdas. Transformatorius pripildytas transformatorinės alyvos, kuri atlieka ir izoliacinės, ir pagrindinės aušinimo terpės funkciją.

ONAN (natūralus aliejus)

• Principas: remiasi natūralia aliejaus konvekcija. Apvijų ir šerdies skleidžiama šiluma šildo transformatoriaus alyvą. Karšta alyva pakyla į alyvos bako viršų ir išleidžia šilumą į orą per radiatorius (aušinimo pelekus arba vamzdelius), o atvėsusi alyva nusileidžia į bako apačią, sudarydama natūralią cirkuliaciją.
• Charakteristikos: paprasta struktūra, patikimas, netriukšmingas-, nereikalaujantis priežiūros-.
• Taikymas: maži skirstomieji transformatoriai (pvz., naudojami gyvenamuosiuose rajonuose ar pastatuose).

ONAF (natūralios oro pajėgos)

• Principas: prie ONAN transformatoriaus radiatoriaus pridedamas ventiliatorius. Padidėjus transformatoriaus apkrovai ir kylant temperatūrai, temperatūros reguliatorius automatiškai paleidžia ventiliatorių, priversdamas oro srautą paspartinti radiatoriaus aušinimą.
• Charakteristikos: žymiai padidintas aušinimo pajėgumas su ventiliatoriais, kurie gali įsijungti ir išjungti automatiškai, atsižvelgiant į apkrovą / temperatūrą,{0}}taupus energiją.
• Naudojimas: plačiai naudojami vidutiniai ir dideli galios transformatoriai.

OFAF / ODAF (naftos pajėgų oro pajėgos / naftos nukreiptos oro pajėgos)

• Principas: Be ventiliatoriaus, taip pat pridedamas alyvos siurblys. Siurblys priverčia transformatorių alyvą greičiau cirkuliuoti per radiatorius. ODAF (nukreipta) technologija tai daro toliau, tiksliai nukreipdama alyvą į kapiliarinius kanalus apvijose, taip žymiai pagerindama aušinimo efektyvumą karščiausiuose taškuose (apvijų viduje).
• Charakteristikos: itin stiprus aušinimo pajėgumas, gana sudėtinga struktūra.
• Taikymas: dideli ultra{0}}aukštos įtampos transformatoriai, pagrindiniai transformatoriai didelės-galios elektrinėse.

OFWF / ODWF (naftos priverstinis vandens srautas)

• Principas: vietoj oru-aušinamo radiatoriaus naudojamas alyvos -prie{1}}vandens šilumokaitis (aušintuvas). Karšta transformatoriaus alyva pumpuojama į aušintuvą, kur šiluma perduodama tekančiam aušinimo vandeniui. Tada atvėsusi alyva grįžta į transformatorių.
• Charakteristikos: Labai aukštas aušinimo efektyvumas, neturi įtakos aplinkos temperatūrai. Tačiau jai reikalinga patikima vandens cirkuliacijos sistema (siurbliai, vamzdžiai, vožtuvai ir t. t.), reikalaujama didelių sąnaudų ir priežiūros, be to, kyla alyvos -vandens maišymosi ir nuotėkio pavojus.
• Taikymas: itin{0}}dideli transformatoriai, esantys vietose, kuriose gausu vandens (pvz., hidroelektrinėse) arba vietovėse, kuriose dėl erdvės apribojimų neleidžiama vėsinti oru (pvz., požeminėse pastotėse).

2. Sausi{1}}tipo transformatoriai
Sauso -tipo transformatoriuose kaip vidinė aušinimo terpė naudojamas oras (arba kieta izoliacija, pvz., epoksidinė derva), o jų aušinimo būdas yra gana paprastas.
AN (natūralus oro vėsinimas)

• Principas: remiasi natūralia oro konvekcija ir radiaciniu aušinimu iš transformatoriaus korpuso.
• Taikymas: Mažos{0}}talpos sausieji{1}}transformatoriai.

AF (priverstinis oro aušinimas)

• Principas: Po transformatoriaus korpusu arba aplink jį sumontuokite ventiliatorius, kad vėsus oras ištekėtų per kanalus tarp apvijų ir pašalintų šilumą.
• Savybės: Paprastai aprūpintas išmaniuoju valdymu; ventiliatoriai automatiškai įsijungia, kai apkrova yra didelė, todėl transformatoriaus išėjimo galia gali padidėti 40–50%.
• Taikymas: vidutinio ir didelio galingumo -sausieji- tipo transformatoriai, dažniausiai naudojami vidaus pastotėse, pastatuose, metro ir kitose vietose, kurioms taikomi aukšti priešgaisrinės saugos reikalavimai.

Transformatoriaus aušinimo sistema yra svarbi jo konstrukcijos dalis, tiesiogiai veikianti transformatoriaus išėjimo galią, veikimo efektyvumą ir tarnavimo laiką. Tinkamo vėsinimo metodo pasirinkimas priklauso nuo išlaidų, patikimumo, priežiūros sudėtingumo ir įrengimo aplinkos subalansavimo.