سیستم خنک‌کننده ترانسفورماتور و روش های آن

در این مقاله قصد داریم در مورد سیستم خنک‌کننده ترانسفورماتور و روش های آن صحبت کنیم.

فهرست مطالب

1- مقدمه

2- روش های مختلف خنک کنندگی ترانسفورماتور

1- مقدمه

منبع اصلی تولید گرما در ترانسفورماتور تلفات مس یا تلفات RI2است. اگرچه عوامل دیگری مانند تلفات هیسترزیس و تلفات جریان گردابی وجود دارند که باعث ایجاد گرما در ترانسفورماتور می‌شوند،اما مقدار آنها از  تلفات مسی کمتراست. اگر این گرما به درستی از بین نرود ، دمای ترانسفورماتور بطور مداوم بالا می‌رود که ممکن‌است باعث ایجاد خسارت در عایق کاغذ و عایق مایع ترانسفورماتور شود.

بنابراین کنترل دما با حد مجاز برای اطمینان از عمر طولانی ترانسفورماتور با کاهش تخریب حرارتی سیستم عایق بندی آن ضروری‌است.در ترانسفورماتور قدرت از سیستم های خنک‌کنندهخارجی برای سرعت بخشیدن به اتلاف گرمای ترانسفورماتور استفاده‌می‌شود. روش های مختلفی جهت خنک کاری ترانسفورماتور وجود دارد، در این مقاله این روش ها را یک به یک توضیح خواهیم‌داد.

سیستم خنک‌کننده ترانسفورماتور

2- روش های مختلف خنک کنندگی ترانسفورماتور

برای سرعت بخشیدن به خنک کنندگی بسته به اندازه و توان ترانسفورماتورها از روش های مختلف خنک کنندگی استفاده‌می‌شود.

ما در ادامه به توضیح هر یک از آن‌ها می‌پردازیم.

2-1- خنک سازی ترانسفورماتور به روش ONAN

این ساده ترین سیستم خنک‌کنندهترانسفورماتور‌است. فرم کامل ONAN “روغن طبیعی هوای طبیعی”است. در اینجا جابجایی طبیعی روغن داغ برای خنک شدن استفاده‌می‌شود.در گردش همرفت روغن ، روغن داغ به قسمت فوقانی مخزن ترانسفورماتور جریان می‌یابد و جای خالی توسط روغن سرد اشغال‌می‌شود.این روغن داغ که به طرف بالامی‌آید ، گرما در جو را با هدایت طبیعی ، همرفت و تابش در هوا از بین می برد و سردمی‌شود . در این روش روغن در مخزن ترانسفورماتور بطور مداوم در هنگام بارداری ترانسفورماتور گردش‌می‌کند.

از آنجا که میزان اتلاف گرما در هوا به سطح اتلاف گرما در سطح مخزن روغن بستگی‌دارد ، افزایش سطح موثر مخزن ضروری‌است. بنابراین یک سطح انتقال گرمای اضافی به شکل لوله یا رادیاتور متصل به مخزن ترانسفورماتور اضافه‌می‌شود. این به عنوان رادیاتور ترانسفورماتور یا بانک رادیاتور ترانسفورماتور شناخته‌می‌شود. در زیر ساده ترین شکل در مورد خنک‌کنندهطبیعی یا ترتیب خنک‌کنندهONAN ترانسفورماتور زمینی در زیر نشان داده‌شده‌است.

2-2- خنک سازی ترانسفورماتور به روش ONAF(روغن طبیعی، هوای اجباری)

اگر سطح تبادل حرارت و خنک کنندگی افزایش پیداکند خنک سازی هم افزایش پیدا می‌کند ، اما می توان گرمازدایی را با افزایش جریان هوای با فشار بر روی آن سطح ، سرعت بیشتری‌داد.

ازفن هوا در سطح خنک سازی استفاده‌می‌شود. هوای با فشار گرما را از سطح رادیاتور دورمی‌کند و سرمایش بهتری نسبت به هوای طبیعی ایجاد می‌کند. شکل کامل ONAF “روغن طبیعی هوای اجباری”است.

از آنجا که سرعت اتلاف گرما در روش خنک‌کنندهترانسفورماتور ONAF سریعتر و بیشتر از سیستم خنک‌کنندهONANاست ، ترانسفورماتور برق می‌تواند بدون عبور از حد مجاز دمای مجاز ، بار بیشتری را تحمل‌می‌کند.

2-3- خنک سازی ترانسفورماتور به روش OFAN

در سیستم خنک‌کنندههوای طبیعی روغن اجباری (ONAF) ،تبادل گرما با استفاده از هوای با فشار بر روی سطح تسریع‌می‌شود اما گردش روغن داغ در مخزن ترانسفورماتور جابجایی طبیعی‌دارد.

نرخ خنک کنندگی در صورت افزایش سرعت  گردش روغن ، می‌تواند بیشترگردد .

در سیستم خنک‌کنندهOFAF روغن توسط پمپ با فشار در چرخش‌است.

OFAF  به معنی روش خنک کنندگی ترانسفورماتور “با هوای اجباری روغن اجباری”است.

مهمترین مزیت این سیستم این‌است که سیستم جمع و جور است و برای همان ظرفیت خنک‌کنندهOFAF فضای بسیار کمتری نسبت به دو سیستم خنک‌کننده‌که در قبل ذکر گردید،دارد.

در واقع در سیستم خنک‌کننده‌طبیعی روغن ، گرما از بخش‌های هادی ، با سرعت کمتر و با روش همرفتی جابه جامی‌شود، اما در سیستم خنک‌کنندهروغن اجباری ، گرما به محض رسیدن از مبدأ آن سریعا جابجامی‌شود. از این رو سرعت سرمایش سریعترمی‌شود.

2-4- خنک سازی ترانسفورماتور به روش OFWF(آب اجباری روغن اجباری)

ما می دانیم که دمای محیط آب در شرایط آب و هوایی مشابه بسیار کمتر از هوای جو‌است. بنابراین ممکن‌است از آب به عنوان رسانه مبدل حرارتی که خیلی بهتر از هوا است استفاده‌شود. در سیستم خنک‌کننده‌ترانسفورماتور OFWF ، روغن داغ با استفاده از پمپ روغن به مبدل حرارتی آب به روغن فرستاده‌می‌شود و در آنجا روغن با استفاده از آب سرد بر روی لوله‌های روغن مبدل حرارتی خنک‌می‌شود OFWF. به معنی خنک‌کننده”آب اجباری روغن اجباری” در ترانسفورماتوراست.

2-5- خنک سازی ترانسفورماتور به روش ODAF(روغن هدایت شده هوای اجباری )

خنک‌کنندهروغن هدایت‌شده هوای اجباری  ترانسفورماتور ODAFمی‌تواند به عنوان نسخه بهبود یافته OFAF در نظرگرفته‌شود.

در اینجا گردش اجباری روغن به کار رفته درمسیرهای از پیش تعیین‌شده در سیم پیچ ترانسفورماتور جریان‌می‌یابد.

روغن خنک شده که از کولر یا رادیاتور از مخزن ترانسفورماتور واردمی‌شود از طریق سیم پیچ عبورمی‌کند که در آن شکاف هایی برای جریان روغن یا مسیرهای از پیش تعیین‌شده جریان روغن بین هادی عایق برای اطمینان از سرعت سریع تر انتقال حرارت فراهم‌می‌شود. خنک به روش ODAF به طور کلی در ترانسفورماتور دارای توان بسیار بالا استفاده‌می‌شود.

2-6- خنک‌سازی ترانسفورماتور به روش ODWF(روغن هدایت‌شده آب اجباری)

خنک‌کننده‌روغن هدایت‌شده آب اجباری  ODAF دقیقاً مانند ODAFاست فقط تفاوت در این‌است که در اینجا روغن داغ به جای آب اجباری در کولر خنک‌می‌شود. هر دو روش خنک‌کننده‌ترانسفورماتور را خنک‌کننده‌روغن با فشار اجباری و هدایت شده ترانسفورماتور می‌نامند.

مقالات مرتبط :

سیم پیچ روغن و نشانگر دما از راه دور ترانسفورماتور

لینک زبان اصلی مقاله :

Transformer Cooling System and Methods