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变压器冷却系统构造讲解

发布时间:2021-11-04     信息来源:电力变压器视界     点击次数:1244

电力变压器的冷却系统包括两部分:内部冷却系统,它保证绕组、铁芯的热量散入到周围的介质中;外部冷却系统,保证介质中的热散到变压器外。根据变压器容量的大小,介质和循环种类的不同,变压器采用不同的冷却方式。

冷却方式的表示

变压器冷却方式

变压器的冷却方式一般采用四个代号组合来表示,按照从左到右分别表示如下:

变压器的冷却方式

ONAN表示油浸自冷式,即内部油自然循环,外部空气自然循环


变压器的冷却方式

油浸式电力变压器的冷却方式,按其容量的大小,冷却系统可分为:油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式等几种。


油浸自冷式


油浸自冷式冷却系统没有特殊的冷却设备,油在变压器内自然循环,铁芯和绕组所发出的热量依靠油的对流作用传至油箱壁或散热器。按变压器容量的大小,又可分为三种不同的结构:


平滑式箱壁。容量很小的变压器采用这种结构,箱壳是用钢板焊接而成,箱壁是完全平滑的;


散热筋式箱壁。在平滑箱壁上焊接一些散热筋,扩大了与空气接触的面积,适合于容量稍大的变压器;


散热管或散热器式冷却。容量更大些的变压器,为了增大油箱的冷却表面,则在油箱外加装若干散热器,散热器就是具有上、下联箱的一组散热管,散热器通过法兰与油箱连接,是可拆部件。


图1所示为带有散热管的油浸自冷式变压器的油流路径。变压器运行时,油箱内的油因铁芯和绕组发热而受热,热油会上升至油箱顶部,然后从散热管的上端入口进入散热管内,散热管的外表面与外界冷空气相接触,使油得到冷却。冷油在散热管内下降,由管的下端再流入变压器油箱下部,自动进行油流循环,使变压器铁芯和绕组得到有效冷却。


油浸自冷式冷却系统结构简单、可靠性高,广泛用于容量10000kVA以下的变压器。

油浸自冷式变压器油流路径

图1 油浸自冷式变压器油流路径

1一油箱;2一铁芯与绕组;3一散热管

油浸风冷式

油浸风冷式冷却系统,也称油自然循环、强制风冷式冷却系统。它是在变压器油箱的各个散热器旁安装一个至几个风扇,把空气的自然对流作用改变为强制对流作用,以增强散热器的散热能力。它与自冷式系统相比,冷却效果可提高150%~200%,相当于变压器输出能力提高20%~40%。


当负载较小时,可停止风扇而使变压器以自冷方式运行,当负载超过某一规定值,例如70%额定负载时,可使风扇自动投入运行。这种冷却方式广泛应用于10000kVA以上的中等容量的变压器。

油浸变压器风冷式

强迫油循环风冷式

强迫油循环风冷式冷却系统用于大容量变压器。这种冷却系统是在油浸风冷式的基础上,在油箱主壳体与带风扇的散热器(也称冷却器)的连接管道上装有潜油泵。油泵运转时,强制油箱体内的油从上部吸入散热器,再从变压器的下部进入油箱体内,实现强迫油循环。冷却的效果与油的循环速度有关。如图2所示为大型变压器使用的强迫油循环风冷式冷却系统种的冷却结构。


强迫油循环水冷

强迫油循环水冷却系统由潜油泵、冷油器、油管道、冷却水管道等组成。工作时,变压器上部的油被油泵吸入后增压,迫使油通过冷油器时,利用冷却水冷却油。因此,这种冷却系统中,铁芯和绕组的热先传给油,油中的热再传给冷却水。这种冷却方式效果很好,但变压器的密封要求很高,而且冷却过程中油压必须高于冷却水的压力。如图3所示强迫油循环水冷式冷却系统结构。

变压器强迫油循环水冷式冷却系统结构

图3  强迫油循环水冷式冷却系统结构

1-变压器;2-潜油泵;3-冷油器;4-冷却水管,5-油管道


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