Spôsoby chladenia olejových výkonových transformátorov možno rozdeliť do niekoľkých typov podľa ich kapacity: olejové samochladiace, olejové chladené vzduchom, nútená cirkulácia oleja chladená vzduchom, nútená cirkulácia oleja chladená vodou atď. podrobne vysvetlené spoločnosťou Qizheng Electric:
1. Samochladiaci typ ponorený do oleja
Samochladiaci systém ponorený do oleja nemá špeciálne chladiace zariadenie. Olej prirodzene cirkuluje vo vnútri transformátora a teplo vyžarované železným jadrom a vinutím sa prenáša do steny olejovej nádrže alebo chladiča konvekciou oleja. Podľa veľkosti kapacity transformátora ho možno rozdeliť do troch rôznych štruktúr:
1) Hladká stena krabice. Transformátory s veľmi malými kapacitami prijímajú túto štruktúru, kde je plášť zvarený oceľovými platňami a steny sú úplne hladké;
2) Rebrová stena typu boxu na odvod tepla. Privarením niektorých rebier na odvádzanie tepla na hladkú stenu skrine sa zväčšuje oblasť kontaktu so vzduchom, vďaka čomu je vhodná pre transformátory s mierne väčšou kapacitou
3) Chladenie pomocou tepelných trubíc alebo radiátorov. Pre transformátory s väčšou kapacitou, aby sa zväčšila chladiaca plocha olejovej nádrže, je mimo nádrže inštalovaných niekoľko radiátorov. Radiátory sú sústavou rúrok na odvod tepla s hornými a spodnými zberačmi, ktoré sú pripojené k olejovej nádrži cez príruby a sú odnímateľnými komponentmi.
Keď je transformátor v chode, olej v nádrži sa zahrieva v dôsledku zahrievania železného jadra a vinutia. Horúci olej stúpa do hornej časti nádrže a potom vstupuje do potrubia na odvod tepla cez horný vstup potrubia na odvod tepla. Vonkajší povrch rúrky na odvádzanie tepla prichádza do kontaktu s vonkajším studeným vzduchom, čím sa ochladzuje olej. Studený olej klesá do rúrky na odvádzanie tepla a prúdi do spodnej časti nádrže transformátorového oleja zo spodného konca rúrky, pričom automaticky cirkuluje prúd oleja, aby účinne chladil jadro transformátora a vinutie.
Samochladiaci systém ponorený do oleja má jednoduchú štruktúru a vysokú spoľahlivosť a je široko používaný v transformátoroch s kapacitou menšou ako 10 000 kVA.
Cesta prietoku oleja samochladiaceho transformátora ponoreného do oleja
1 palivová nádrž; 2 železné jadrá a vinutia; 3 rúrky na odvod tepla
2. Olejom ponorený vzduchom chladený
Olejom ponorený vzduchom chladený chladiaci systém, známy aj ako olejová prirodzená cirkulácia alebo nútený vzduchom chladený chladiaci systém. Inštaluje jeden až niekoľko ventilátorov vedľa každého radiátora v nádrži transformátorového oleja, čím sa prirodzená konvekcia vzduchu mení na nútenú, aby sa zvýšila kapacita chladiča odvádzať teplo. V porovnaní so samochladiacimi systémami môže zlepšiť účinnosť chladenia o 150 % až 200 %, čo zodpovedá zvýšeniu výstupnej kapacity transformátora o 20 % až 40 %.
Keď je zaťaženie malé, ventilátor sa môže zastaviť a transformátor môže pracovať v režime samochladenia. Keď zaťaženie prekročí stanovenú hodnotu, napríklad 70 % menovitého zaťaženia, ventilátor sa môže automaticky uviesť do prevádzky. Táto metóda chladenia je široko používaná v transformátoroch so strednou kapacitou nad 10 000 kVA.
3. Nútená cirkulácia oleja chladená vzduchom
Vzduchom chladený chladiaci systém s núteným obehom oleja sa používa pre veľkokapacitné transformátory. Tento chladiaci systém je založený na olejom ponorenom vzduchom chladenom systéme s ponorným olejovým čerpadlom inštalovaným na spojovacom potrubí medzi hlavným plášťom palivovej nádrže a chladičom (tiež známym ako chladič) s ventilátorom. Keď olejové čerpadlo beží, núti olej v nádrži nasávať zhora do chladiča a potom vstupuje do nádrže zospodu transformátora, čím sa dosahuje nútená cirkulácia oleja. Chladiaci účinok súvisí s rýchlosťou obehu oleja.
4. Vodné chladenie s núteným obehom oleja
Systém chladenia vody s núteným obehom oleja pozostáva z ponorných olejových čerpadiel, olejových chladičov, ropovodov, potrubí chladiacej vody atď. Počas prevádzky je olej v hornej časti transformátora nasávaný olejovým čerpadlom a stlačený, čím sa olej vytláča aby prešli cez chladič oleja. Na chladenie oleja sa používa chladiaca voda. Preto sa v tomto chladiacom systéme teplo zo železného jadra a vinutia najskôr prenáša do oleja a teplo z oleja sa potom prenáša do chladiacej vody. Tento spôsob chladenia má dobrý účinok, ale požiadavky na tesnenie transformátora sú veľmi vysoké a tlak oleja počas procesu chladenia musí byť vyšší ako tlak chladiacej vody.