روش های خنک کننده ترانسفورماتور پست واحد چگونه کار می کند؟

به‌عنوان تامین‌کننده ترانسفورماتورهای پست واحد، من از نزدیک متوجه شده‌ام که چقدر برای این ترانسفورماتورها داشتن روش‌های خنک‌کننده مؤثر بسیار مهم است. در این وبلاگ، روش های خنک کننده ترانسفورماتور پست واحد را شرح می دهم.

چرا خنک کردن ضروری است

قبل از اینکه به روش های خنک کننده بپردازیم، بیایید بفهمیم که چرا خنک کننده بسیار مهم است. ترانسفورماتورها در حین کار گرما تولید می کنند. این گرما محصول جانبی تلفات الکتریکی است که در ترانسفورماتور اتفاق می‌افتد، عمدتاً به دلیل مقاومت در سیم‌پیچ‌ها و هسته مغناطیسی. اگر این گرما حذف نشود، می تواند باعث افزایش قابل توجه دمای ترانسفورماتور شود. دماهای بالا می تواند به مواد عایق در ترانسفورماتور آسیب برساند و طول عمر آن را کاهش دهد و به طور بالقوه منجر به خرابی های پرهزینه شود.

روغن - خنک کننده غوطه ور

یکی از متداول ترین روش های خنک کننده برای ترانسفورماتورهای پست واحد، خنک سازی غوطه ور روغنی است. در اینجا نحوه کار آن آمده است:

روغن به عنوان یک ماده خنک کننده

هسته و سیم پیچ ترانسفورماتور در یک روغن عایق مخصوص غوطه ور شده است. این روغن دو هدف اصلی دارد. ابتدا به عنوان یک عایق عمل می کند و از خرابی الکتریکی بین قسمت های مختلف ترانسفورماتور جلوگیری می کند. دوم، این یک وسیله انتقال حرارت عالی است. روغن گرمای تولید شده توسط هسته و سیم پیچ ها را جذب می کند.

همرفت طبیعی

در ترانسفورماتورهای کوچکتر، همرفت طبیعی اغلب برای خنک کردن استفاده می شود. همانطور که روغن نزدیک هسته و سیم پیچ گرم می شود، چگالی آن کمتر شده و بالا می رود. سپس روغن خنک‌کننده از پایین مخزن وارد آن می‌شود تا جای آن را بگیرد. این یک گردش طبیعی روغن در مخزن ترانسفورماتور ایجاد می کند. روغن گرم شده به بالای مخزن می رسد و در آنجا گرمای خود را به دیواره مخزن منتقل می کند. دیواره های مخزن نیز به نوبه خود گرما را به هوای اطراف می تاباند.

خنک کننده اجباری روغن

در ترانسفورماتورهای بزرگتر از خنک کننده اجباری روغن استفاده می شود. پمپ هایی برای گردش روغن در ترانسفورماتور با سرعت بیشتری نصب می شوند. روغن از طریق مبدل های حرارتی خارجی مانند رادیاتور یا خنک کننده پمپ می شود. این مبدل های حرارتی سطح در دسترس برای انتقال حرارت را افزایش می دهند. فن ها اغلب همراه با رادیاتورها برای دمیدن هوا روی پره های رادیاتور استفاده می شوند و فرآیند خنک سازی را بهبود می بخشند.

هوا - خنک کننده

یکی دیگر از روش های خنک کننده هوا - خنک کننده است. دو نوع اصلی خنک کننده هوا در ترانسفورماتورهای پست واحد استفاده می شود:

خنک کننده طبیعی هوا (AN)

در ترانسفورماتورهای خنک شده با هوای طبیعی، گرمای تولید شده توسط هسته و سیم پیچ ها مستقیماً به هوای اطراف پخش می شود. ترانسفورماتور با یک سطح بزرگ طراحی شده است تا امکان انتقال حرارت کارآمد را فراهم کند. گرما از هسته و سیم پیچ ها به محفظه بیرونی ترانسفورماتور و سپس از طریق همرفت طبیعی از بدنه به هوا منتقل می شود. این روش برای ترانسفورماتورهای کوچکتر یا ترانسفورماتورهای با توان کمتر مناسب است.

خنک کننده هوای اجباری (AF)

برای ترانسفورماتورهای بزرگتر یا آنهایی که تحت بارهای سنگین کار می کنند، از خنک کننده هوای اجباری استفاده می شود. از فن ها برای دمیدن هوا بر روی هسته و سیم پیچ ترانسفورماتور استفاده می شود. جریان هوای اجباری سرعت انتقال حرارت را افزایش می دهد و به ترانسفورماتور اجازه می دهد گرمای بیشتری را دفع کند. این روش می تواند به میزان قابل توجهی ظرفیت انتقال قدرت ترانسفورماتور را افزایش دهد.

آب - خنک کننده

خنک‌سازی با آب یک روش خنک‌کننده پیشرفته‌تر است که معمولاً در ترانسفورماتورهای پست واحد بسیار بزرگ یا با کارایی بالا استفاده می‌شود.

آب مستقیم - خنک کننده

در خنک سازی مستقیم آب، آب به طور مستقیم از طریق لوله ها یا کانال های درون ترانسفورماتور به گردش در می آید. آب گرمای هسته و سیم پیچ را جذب می کند. با این حال، این روش برای جلوگیری از خوردگی و مشکلات الکتریکی نیاز به یک منبع آب بسیار خالص دارد. سپس آب از طریق یک مبدل حرارتی خارجی پمپ می شود، جایی که گرمای خود را به هوای اطراف یا یک محیط خنک کننده دیگر منتقل می کند.

آب غیر مستقیم - خنک کننده

آب غیرمستقیم - خنک کننده روش رایج تری است. در این روش از یک سیال انتقال حرارت (معمولاً روغن) برای جذب گرمای هسته و سیم پیچ ترانسفورماتور استفاده می شود. سپس سیال گرم شده از طریق یک مبدل حرارتی به گردش در می آید و در آنجا گرمای خود را به آب منتقل می کند. سپس آب در یک برج خنک کننده خارجی یا دستگاه خنک کننده دیگر خنک می شود.

سیستم های خنک کننده هیبریدی

برخی از ترانسفورماتورهای پست واحد از سیستم های خنک کننده هیبریدی استفاده می کنند که روش های خنک کننده مختلف را ترکیب می کنند. به عنوان مثال، یک ترانسفورماتور ممکن است از خنک کننده روغن - غوطه ور برای عملکرد عادی استفاده کند و هنگامی که بار افزایش می یابد یا دمای محیط افزایش می یابد، به خنک کننده هوا یا آب تغییر می کند. این به ترانسفورماتور اجازه می دهد تا تحت طیف وسیعی از شرایط به طور موثر عمل کند.

اهمیت نظارت و نگهداری

صرف نظر از روش خنک کاری استفاده شده، نظارت منظم بر دمای ترانسفورماتور ضروری است. سنسورهای دما در ترانسفورماتور نصب می شوند تا دمای روغن، سیم پیچ ها و هسته را اندازه گیری کنند. اگر دما از حد معینی تجاوز کند، می تواند نشان دهنده مشکل در سیستم خنک کننده یا ترانسفورماتور بارگذاری بیش از حد باشد.

نگهداری منظم سیستم خنک کننده نیز بسیار مهم است. این شامل بررسی سطح و کیفیت روغن در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن، تمیز کردن رادیاتورها و فن‌ها در سیستم‌های خنک‌شونده اجباری و اطمینان از عملکرد صحیح پمپ‌ها و شیرها در سیستم‌های خنک‌شده با آب است.

نتیجه گیری

به عنوان تامین کنندهترانسفورماتور پست واحد، می دانم که انتخاب روش خنک کننده مناسب برای عملکرد مطمئن و کارآمد ترانسفورماتور پست واحد ضروری است. چه سیستم روغنی - غوطه‌ور، هوا خنک، آب خنک یا سیستم هیبریدی باشد، هر روش مزایای خود را دارد و برای کاربردهای مختلف مناسب است.

اگر شما در بازار برای یکترانسفورماتورهای قدرت سفارشییا الفترانسفورماتور برق ولتاژ بالا، ما می توانیم به شما کمک کنیم تا بهترین راه حل خنک کننده را برای نیازهای خاص خود انتخاب کنید. برای شروع بحث در مورد نیازهای خود با ما تماس بگیرید و بیایید با هم کار کنیم تا ترانسفورماتور مناسب برای پروژه شما را پیدا کنیم.

مراجع

• مهندسی سیستم های برق توسط توران گونن
• تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم قدرت توسط J. Duncan Glover، Mulukutla S. Sarma و Thomas J. Overbye