Metody chłodzenia transformatorów mocy zanurzonych w oleju można podzielić na kilka typów w zależności od ich wydajności: samochłodzenie w oleju, chłodzenie powietrzem w zanurzeniu w oleju, chłodzenie powietrzem z wymuszonym obiegiem oleju, chłodzenie wodą z wymuszonym obiegiem oleju itp. Specyficzna metoda jest szczegółowo wyjaśnione przez Qizheng Electric:
1. Typ samochłodzący zanurzony w oleju
System samochłodzenia zanurzonego w oleju nie jest wyposażony w specjalne urządzenia chłodzące. Olej krąży w sposób naturalny wewnątrz transformatora, a ciepło emitowane przez żelazny rdzeń i uzwojenie jest przenoszone na ścianę zbiornika oleju lub chłodnicę poprzez konwekcję oleju. W zależności od wielkości mocy transformatora można go podzielić na trzy różne struktury:
1) Gładka ściana pudełka. Transformatory o bardzo małych mocach przyjmują tę konstrukcję, gdzie obudowa jest spawana z blach stalowych, a ściany są całkowicie gładkie;
2) Ściana skrzynki z żebrami rozpraszającymi ciepło. Wspawanie żeber odprowadzających ciepło na gładkiej ściance skrzynki zwiększa powierzchnię kontaktu z powietrzem, dzięki czemu nadaje się do transformatorów o nieco większej mocy
3) Chłodzenie za pomocą rurek cieplnych lub grzejników. W przypadku transformatorów o większej mocy, w celu zwiększenia powierzchni chłodzącej zbiornika oleju, na zewnątrz zbiornika instaluje się kilka grzejników. Chłodnice to zespół rur odprowadzających ciepło z kolektorami górnym i dolnym, które są połączone ze zbiornikiem oleju za pomocą kołnierzy i stanowią elementy odłączalne.
Gdy transformator pracuje, olej w zbiorniku nagrzewa się w wyniku nagrzewania żelaznego rdzenia i uzwojenia. Gorący olej unosi się do górnej części zbiornika, a następnie wpływa do rury odprowadzającej ciepło przez górny wlot rury odprowadzającej ciepło. Zewnętrzna powierzchnia rury odprowadzającej ciepło styka się z zewnętrznym zimnym powietrzem, chłodząc olej. Zimny olej spływa do rury odprowadzającej ciepło i wpływa do dolnej części zbiornika oleju transformatora z dolnego końca rury, automatycznie powodując cyrkulację przepływu oleju, aby skutecznie ochłodzić rdzeń transformatora i uzwojenie.
System samochłodzenia zanurzonego w oleju ma prostą konstrukcję i wysoką niezawodność i jest szeroko stosowany w transformatorach o mocy mniejszej niż 10000 kVA.
Ścieżka przepływu oleju w transformatorze samochłodzącym zanurzonym w oleju
1 zbiornik paliwa; 2 żelazne rdzenie i uzwojenia; 3 rury odprowadzające ciepło
2. Zanurzony w oleju, chłodzony powietrzem
Układ chłodzenia chłodzony powietrzem zanurzonym w oleju, znany również jako naturalny obieg oleju lub układ chłodzenia wymuszonym chłodzonym powietrzem. Instaluje od jednego do kilku wentylatorów obok każdego grzejnika w zbiorniku oleju transformatorowego, zmieniając naturalną konwekcję powietrza na konwekcję wymuszoną, aby zwiększyć zdolność rozpraszania ciepła przez grzejnik. W porównaniu z systemami samochłodzącymi może poprawić wydajność chłodzenia o 150% do 200%, co odpowiada wzrostowi mocy wyjściowej transformatora o 20% do 40%.
Gdy obciążenie jest małe, wentylator można zatrzymać, a transformator może pracować w trybie samochłodzenia. Gdy obciążenie przekroczy określoną wartość, na przykład 70% obciążenia znamionowego, wentylator może zostać automatycznie uruchomiony. Ta metoda chłodzenia jest szeroko stosowana w transformatorach średniej mocy powyżej 10000 kVA.
3. Wymuszony obieg oleju, chłodzony powietrzem
W transformatorach o dużej pojemności stosuje się chłodzony powietrzem układ chłodzenia z wymuszonym obiegiem oleju. Ten układ chłodzenia opiera się na układzie chłodzonym powietrzem w kąpieli olejowej, z zatapialną pompą olejową zainstalowaną na rurociągu łączącym główną obudowę zbiornika paliwa z chłodnicą (zwaną także chłodnicą) z wentylatorem. Kiedy pompa oleju pracuje, wymusza zassanie oleju znajdującego się w zbiorniku do chłodnicy od góry, a następnie przedostanie się do zbiornika od dołu transformatora, uzyskując wymuszony obieg oleju. Efekt chłodzenia jest powiązany z prędkością cyrkulacji oleju.
4. Chłodzenie wodne z wymuszonym obiegiem oleju
Układ chłodzenia wodą z wymuszonym obiegiem oleju składa się z zatapialnych pomp oleju, chłodnic oleju, rurociągów oleju, rurociągów wody chłodzącej itp. Podczas pracy olej w górnej części transformatora jest zasysany przez pompę olejową i poddawany działaniu ciśnienia, wtłaczając olej przejść przez chłodnicę oleju. Do chłodzenia oleju używana jest woda chłodząca. Dlatego w tym układzie chłodzenia ciepło z żelaznego rdzenia i uzwojenia jest najpierw przekazywane do oleju, a następnie ciepło z oleju jest przekazywane do wody chłodzącej. Ta metoda chłodzenia daje dobry efekt, ale wymagania dotyczące uszczelnienia transformatora są bardzo wysokie, a ciśnienie oleju podczas procesu chłodzenia musi być wyższe niż ciśnienie wody chłodzącej.