油和空气是变压器中使用的主要冷却材料。正如文章所提到的,油有双重用途,既是绝缘体又是冷却剂。在油浸式变压器中,热油通过散热器或其他热交换器循环,将热量传递给周围的空气或水,作为最终的冷却介质。
在小型配电变压器中,在油箱表面制作散热片或波纹以增加表面积,从而提供足够的冷却表面。以下是从变压器内部转移到环境中的可能方式。
1、通过自然空气循环。
2、通过风扇强制空气循环。
3、由于浮力通过自然油循环
4、使用泵进行强制油循环。
5、带强制水循环的热交换器。
油浸变压器冷却方法
将一种或多种上述方法组合在一起以有效冷却变形金刚。可以采用以下变压器冷却装置来加速热传递:
1、油自然空气自然(ONAN)或OA冷却
2、油自然空气强制(ONAF)或FA冷却
3、油强制空气强制(OFAF)或FOA冷却
4、油强制水强制(OFWF)冷却
5、油导向空气强制(ODAF)/油导向水强制(ODWF)
油自然空气自然(ONAN)或OA冷却
在小额定值油浸式变压器中,产生的热量可以直接散发到环境中,无需任何额外的冷却装置。它需要一个更大的散热表面,其形式为直接安装在箱体上的散热器或管道。散热器也可以以从地面支撑的散热器组的形式单独安装。
在油自然和空气自然变压器中,油由于重力浮力而自我循环。线圈和铁芯中产生的热量通过对流传递给油。油变热,其比重下降。这导致热油流向表面,比重较大的冷油向下流动。油中的热量随后被传递到变压器表面,然后再传递到周围的空气中。
可以通过安装额外的冷却管和散热器来提高冷却效率。由于从有效部分到油和从油到大气的热传递是通过自然方式进行的,这种变压器冷却方法被称为油自然空气自然冷却。采用这种冷却方法的变压器称为变压器ONAN变压器。
油自然空气强制(ONAF)或FA冷却
随着变压器额定值的增加,变压器有源部件产生的热量也会增加。因此,为了增强散热器和周围空气之间的热传递,风扇被用来将空气吹到散热器上。通过这样做,传热系数显著增加。在ONAF变压器中,变压器油箱内的油循环方式与ONAN变压器相同。但唯一的区别是,额外的风扇用于迫使空气通过冷却表面以增强冷却。
冷却风扇安装在散热器的底部或顶部。散热器顶部的油温将高于底部的油温。在散热器上安装风扇时,它们的运行不应在变压器上产生明显的振动。
油强制空气强制(OFAF)冷却
在ONAN和ONAF的变压器中,变压器内部的油流受自然因素控制。为了增强循环和传热率,在高等级变压器中使用外部泵。油泵不断地使油在散热器和油箱之间循环。风扇安装在散热器上,以确保改善气流和加强冷却。与ONAF不同,风扇安装在散热器的两侧。
油强制水强制(OFWF)冷却
为了改善冷却,在OFWF变压器中使用油水热交换器来输送热油。水的比热容比空气大。因此,水被用来冷却通过热交换器循环的油。这种类型的变压器冷却方法在水力发电站中是非常优选的,在那里总是有足够的可用量。
油导向空气强制(ODAF)/油导向水强制(ODWF)
为了进一步提高散热率,在变压器中设置了额外的装置,引导循环油通过预定的路径。它与强制供油系统一起使用。从热交换器进入油箱的油以预定的方式通过绕组,以增强热传递。
热交换器中的油压总是高于水压,因此没有水漏入油中。
干式变压器的冷却
由于没有油,上述变压器冷却方法都不能用于干式变压器。它们通常被周围的空气自然冷却。对于安装在柜内的干式变压器,应提供适当的通风以实现空气流通。干式变压器采用以下两种变压器冷却方式。
1、空气自然冷却–由周围空气冷却。自然对流传热。
2、空气强制(AF)冷却–使用风扇和鼓风机强制sir循环。