变压器冷却
我是一名电气和自动化工程师，专门从事低压开关柜设计和过程自动化。
变压器是一种用于将一个电压水平的能量转换为另一个电压水平的能量的装置。在转换过程中，变压器的绕组和铁心会出现损耗。这些损失表现为热量。变压器的输出功率小于输入功率。其差别是由铁芯损耗和绕组损耗转化为热量的功率。随着变压器容量的增加，损耗和散热也随之增加。
变压器的温升可由下式估计:
Δt = (pΣ / aT）0.833
地点:
ΔT =温度上升°C
PΣ =变压器总损耗(功率损耗和作为热量耗散)，单位为mW;
一个T=变压器的表面积，单位为厘米2．
变压器冷却
变压器的冷却是将变压器内产生的热量散发到周围环境的过程。变压器中的损耗转化为热量，增加绕组和铁芯的温度。为了散热所产生的热量，应该进行冷却。
如何冷却变压器?
变压器冷却有两种方式:
- 首先，变压器内部循环的冷却剂将热量从绕组和铁芯完全转移到罐壁，然后散发到周围的介质中
- 第二，与第一种技术一样，热量也可以通过变压器内部的冷却剂传递。
所使用的方法的选择取决于尺寸、应用类型和工作条件。
冷却剂
变压器中使用的冷却剂是空气和油。干式变压器使用空冷剂，油浸式变压器使用油。在第一种情况下，产生的热量通过芯线和绕组传导，并从芯线和绕组的外表面消散到周围的空气中。其次，热量被传递到铁芯和绕组周围的油中，并传导到变压器油箱的壁上。最后，热量通过辐射和对流传递到周围空气中。
变压器冷却方法
根据所用冷却剂的不同，冷却方法可分为:
- 空气冷却
- 油和空气冷却
- 油和水冷却
1.风冷(干式变压器)
- 空气自然(一个)
- 空气爆破(AB)
2.油冷却(油浸变压器)
- 石油自然空气自然(ONAN)
- 石油自然空气强制(ONAF)
- 油压空气(OFAN)
- 油压空压(OFAF)
3.油、水冷却(容量30MVA以上)
- 油水强制(ONWF)
- 油压水(OFWF)
1.风冷(干式变压器)
在这种方法中，产生的热量通过铁芯和绕组传导，并从铁芯和绕组的外表面散发到周围的空气中。
空气自然
自然空气(AN)
该方法以环境空气为冷却介质。空气的自然循环被用来散热自然对流产生的热量。通过提供金属外壳来保护铁芯和绕组免受机械损坏。这种方法适用于额定值不超过1.5MVA的变压器。在火灾危险较大的地方采用这种方法。
鼓风
空气爆破(AB)
在这种方法中，变压器的冷却是通过循环的冷空气连续吹过铁芯和绕组。为此使用外部风扇。送风必须经过过滤，防止灰尘颗粒在通风管道内积聚。
2.油冷却(油浸变压器)
在这种方法中，热量被传递到铁心和绕组周围的油中，并传导到变压器油箱的壁上。最后，热量通过辐射和对流传递到周围的空气中。
油冷却剂与空气冷却剂相比有两个明显的优点。
- 它的导电性比空气好
- 高传导系数，导致油的自然循环。
俄南
石油自然空气自然(ONAN)
变压器浸在油中，铁芯和绕组产生的热量通过传导传递到油中。与线圈和铁芯表面接触的油被加热并向顶部移动，被底部的冷却油所取代。被加热的油通过对流将其热量传递到变压器油箱，变压器油箱又通过对流和辐射将热量传递到周围的空气中。
该方法适用于额定电压30MVA以下的变压器。通过提供散热片、散热管和散热箱，可以提高散热率。在这里，油从变压器内部带走热量，周围的空气带走油箱的热量。因此，它也可以被称为油自然空气自然(ONAN)方法。
ONAF
石油自然空气强制(ONAF)
在这种方法中，加热的油将其热量传递到变压器油箱。罐体是空心的，用空气吹来冷却变压器。这将变压器罐的冷却增加到其自然水平的五到六倍。通常采用的方法是将与变压器罐分离的椭圆管或散热器对外连接，利用风机产生的风冷冷却。这些风扇具有自动切换功能。当温度超过预定值时，风扇会自动开机。
油压空气(OFAN)
在这种方法中，铜冷却盘管安装在变压器铁心上方。铜线圈会完全浸在油里。随着油的自然冷却，堆芯的热量传递到铜线圈，铜线圈内的循环水带走了热量。这种方法的缺点是由于水进入变压器内部，任何形式的泄漏都会污染变压器油。
OFAF
油压空压(OFAF)
在这种方法中，油是在冷却装置中利用风扇产生的风浪冷却的。这些风扇不需要一直使用。低负荷时，风扇关闭。因此，该系统将类似于Oil Natural Air Natural (ONAN)。在较高负荷时，泵和风扇被接通，系统变为油强制空气强制(OFAF)。自动开关方法用于这种转换，一旦温度达到一定水平，风扇就会被传感元件自动接通。该方法提高了系统效率。这是一种灵活的冷却方法，可使用高达50%的额定ONAN, OFAF可用于更高的负荷。这种方法用于额定值在30MVA以上的变压器。
3.油和水冷却
这种方法在油冷却的同时，水在铜管中循环，从而加强变压器的冷却。这种方法通常在几MVA容量的变压器中采用。
OFWF
油压水(OFWF)
在这种方法中，铜冷却盘管安装在变压器铁心上方。铜线圈会完全浸在油里。随着油的自然冷却，热量从堆芯传递到铜线圈，铜线圈内的循环水带走了热量。这种方法的缺点是，由于水进入变压器内部，任何形式的泄漏都会污染变压器油。由于热量从铜冷却管到水的速度是从油到铜管的速度的三倍，因此铜管上安装了风扇，以增加从油到铜管的热量传导。进水口和出水口都有滞后，以防止周围空气中的水分在管道上凝结而进入油中。
油压水(OFWF)
在这种方法中，热油通过水热交换器。油的压力一直比水的压力高。因此，只会有油漏到水，避免了油漏到水的情况。这种冷却方法用于数百MVA数量级容量较大的变压器的冷却。该方法适用于变压器组。在一个泵回路中最多可以连接三个变压器。与ONWF相比，这种方法的优点是变压器尺寸更小，水不会进入变压器。该方法广泛应用于水电站变压器设计。
额外的资源:
- 变压器冷却方法
为了保持足够的工作温度，变压器采用了各种冷却方法。AN, AF, ONAN, ONAF, OFAF, OFWF, ODAF是其中的几个
据作者所知，这些内容是准确和真实的，并不意味着要取代来自合格专业人士的正式和个性化的建议。
评论
Yosun2019年10月30日:
K代表合成油，比如米德尔7131
AQIB扎曼2019年8月19日:
铜怎么会亏损呢?
喧嚣2017年9月17日:
冷却变压器的历史