電力變壓器的冷卻系統(tǒng)包括兩部分:內(nèi)部冷卻系統(tǒng),它保證繞組、鐵芯的熱量散入到周圍的介質(zhì)中;外部冷卻系統(tǒng),保證介質(zhì)中的熱散到變壓器外。根據(jù)變壓器容量的大小,介質(zhì)和循環(huán)種類的不同,變壓器采用不同的冷卻方式。

一、冷卻方式的表示

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變壓器的冷卻方式一般采用四個代號組合來表示,按照從左到右分別表示如下:

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例如:ONAN表示油浸自冷式,即內(nèi)部油自然循環(huán),外部空氣自然循環(huán)

二、變壓器的冷卻方式

油浸式電力變壓器的冷卻方式,按其容量的大小,冷卻系統(tǒng)可分為:油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、強迫油循環(huán)風(fēng)冷式、強迫油循環(huán)水冷式等幾種。

1、油浸自冷式

油浸自冷式冷卻系統(tǒng)沒有特殊的冷卻設(shè)備,油在變壓器內(nèi)自然循環(huán),鐵芯和繞組所發(fā)出的熱量依靠油的對流作用傳至油箱壁或散熱器。按變壓器容量的大小,又可分為三種不同的結(jié)構(gòu):

1.1、平滑式箱壁。容量很小的變壓器采用這種結(jié)構(gòu),箱殼是用鋼板焊接而成,箱壁是完全平滑的;

1.2、散熱筋式箱壁。在平滑箱壁上焊接一些散熱筋,擴大了與空氣接觸的面積,適合于容量稍大的變壓器;

1.3、散熱管或散熱器式冷卻。容量更大些的變壓器,為了增大油箱的冷卻表面,則在油箱外加裝若干散熱器,散熱器就是具有上、下聯(lián)箱的一組散熱管,散熱器通過法蘭與油箱連接,是可拆部件。

圖1所示為帶有散熱管的油浸自冷式變壓器的油流路徑。變壓器運行時,油箱內(nèi)的油因鐵芯和繞組發(fā)熱而受熱,熱油會上升至油箱頂部,然后從散熱管的上端入口進入散熱管內(nèi),散熱管的外表面與外界冷空氣相接觸,使油得到冷卻。冷油在散熱管內(nèi)下降,由管的下端再流入變壓器油箱下部,自動進行油流循環(huán),使變壓器鐵芯和繞組得到有效冷卻。

油浸自冷式冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高,廣泛用于容量10,000kVA以下的變壓器。

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2、油浸風(fēng)冷式

油浸風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng),也稱油自然循環(huán)、強制風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)。它是在變壓器油箱的各個散熱器旁安裝一個至幾個風(fēng)扇,把空氣的自然對流作用改變?yōu)閺娭茖α髯饔茫栽鰪娚崞鞯纳崮芰。它與自冷式系統(tǒng)相比,冷卻效果可提高150%~200%,相當(dāng)于變壓器輸出能力提高20%~40%。

當(dāng)負載較小時,可停止風(fēng)扇而使變壓器以自冷方式運行,當(dāng)負載超過某一規(guī)定值,例如70%額定負載時,可使風(fēng)扇自動投入運行。這種冷卻方式廣泛應(yīng)用于10,000kVA以上的中等容量的變壓器。

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3、強迫油循環(huán)風(fēng)冷式

強迫油循環(huán)風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)用于大容量變壓器。這種冷卻系統(tǒng)是在油浸風(fēng)冷式的基礎(chǔ)上,在油箱主殼體與帶風(fēng)扇的散熱器(也稱冷卻器)的連接管道上裝有潛油泵。油泵運轉(zhuǎn)時,強制油箱體內(nèi)的油從上部吸入散熱器,再從變壓器的下部進入油箱體內(nèi),實現(xiàn)強迫油循環(huán)。冷卻的效果與油的循環(huán)速度有關(guān)。如圖2所示為大型變壓器使用的強迫油循環(huán)風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)種的冷卻結(jié)構(gòu)。

4、強迫油循環(huán)水冷

強迫油循環(huán)水冷卻系統(tǒng)由潛油泵、冷油器、油管道、冷卻水管道等組成。工作時,變壓器上部的油被油泵吸入后增壓,迫使油通過冷油器時,利用冷卻水冷卻油。因此,這種冷卻系統(tǒng)中,鐵芯和繞組的熱先傳給油,油中的熱再傳給冷卻水。這種冷卻方式效果很好,但變壓器的密封要求很高,而且冷卻過程中油壓必須高于冷卻水的壓力。如圖3所示強迫油循環(huán)水冷式冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

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