Ölgekühlte Transformatoren werden hauptsächlich in industriellen Anwendungen eingesetzt, in denen Platz und Gewicht entscheidend sind. Verbraucher und Nutzer können ölgekühlte Transformatoren in vielen verschiedenen Arten von Anwendungen einsetzen. Dazu gehören die Erzeugung von Strom und Elektrizität, industrielle Fertigungsprozesse, Heiz- und Lüftungssysteme, Kühlung und Lichtmanagementsysteme.
Ein ölgekühlter Transformator verwendet ein Isolieröl als Medium zur Kühlung und als dielektrisches Isolierungssystem zur Verbesserung der Transformatorleistung und thermischen Stabilität.
Mit diesem Leitfaden werden wir eine eingehende Diskussion über ölgekühlte Verteiltransformatoren führen. Dazu gehören deren Zweck, Vorteile, Design und Anforderungen.
Was ist ein ölgekühlter Verteiltransformator?
Ein ölgekühlter Verteilungstransformator ist eine Art von Transformator, der Öl zur Kühlung verwendet, um die Betriebstemperatur des Transformatorenkerns und der Wicklung zu senken.
In einem herkömmlichen ölgekühlten Verteilungstransformator-Generator ist der Kern oft in einem aus geschweißtem Stahl hergestellten Tank untergebracht, der mit flüssiger Isolierung gefüllt ist. Dieses Transformator-Kühlöl absorbiert die während des Transformatorbetriebs erzeugte Wärme und überträgt diese Wärme dann an die äußere Kühlfläche oder die Kühler des Transformators.
Ein richtig gestaltetes und gebautes Transformator-Ölkühlsystem verbessert nicht nur die Wärmeableitung, sondern steigert auch die Isolationsleistung des Transformators. Dies hat erheblichen Einfluss auf die Betriebssicherheit des Transformators unter verschiedenen Belastungsbedingungen.
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Die Grundlagen des Betriebs eines ölgekühlten Verteiltransformators
Diese Transformatoren werden allgemein in Verteilungsanlagen oder für Transmission und Verteilung verwendet. Infolgedessen sind sie häufig in Öl getaucht, was die internen Komponenten konditioniert. Dieses Kühlöl im Transformator erfüllt zwei Hauptfunktionen. Eine ist die Funktion des Wärmeübertrags vom Kern des Transformators zur anderen Umgebung. Die zweite besteht darin, als dielektrisches Medium zu fungieren und die internen hochempfindlichen Transformator-Komponenten zu isolieren.
Während des Betriebs sind die Spulen und Kerne dieser Geräte in der Regel mit Öl bedeckt, um kühl und funktionstüchtig zu bleiben.
Bezüglich der Zirkulation bewegt sich das Öl durch die internen Rohrleitungen der Spule sowie durch die Rohre, die das Kernkomponente und die Spule selbst umhüllen. Darüber hinaus fließt das Öl durch die Rohre, die das Kernkomponente umhüllen.
Das Öl wird oft durch die Außenseite des Öltanks gekühlt, wenn der Nennwert niedriger ist.
Wenn der Nennwert jedoch höher ist, wird das Öl durch einen Radiator gekühlt, der auf der Luftkühltechnologie basiert.
Ölgekühlte Verteilungstransformatoren oder transformatoren mit natürlicher Luftkühlung werden in der Regel eingesetzt, aber es stehen auch andere Alternativen zur Verfügung, die hauptsächlich je nach benötigter Kapazität für Werte von 6 bis 36 Kilovolt variieren.
Dieser Ansatz wird häufig angewendet, um Wärme aus dem Kern und den Wicklungen des Transformators abzuleiten, indem sie in den Ölspeicherkanal geleitet wird.
Die verbleibenden beiden Methoden der Wärmeabgabe an die Atmosphäre sind Strahlung und Konvektion.
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Wo werden ölgekühlte Transformatoren eingesetzt?
Ölgekühlte Transformatoren haben eine Vielzahl von industriellen Anwendungen, einschließlich Kraftwerken, Umspannwerken, Solar- und Windkraftwerken sowie Transporteinrichtungen.
Sie bedienen auch Maschinen zur Metallbearbeitung, Aufzüge und computergestützte Werkzeugmaschinen.
Ein ölgekühlter Leistungstransformator eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen elektrische Systeme mit hoher Leistung benötigt werden. Dies liegt an ihrer hervorragenden Kühlleistung und ihrer Überlastfähigkeit. Dies ist einer der Gründe, warum diese Transformatoren weit verbreitet sind in Metallverarbeitende Industrie, Aufzüge, CNC-Maschinen und Verteilungssysteme für erneuerbare Energien
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Welche Kühlmethoden gibt es für ölgekühlte Transformatoren?
Obwohl es Alternativen gibt, ist Öl hauptsächlich für die Beeinflussung ölgekühlter Transformatoren verantwortlich.
1. Öl Natürlich Luft Natürlich (ONAN)
Das öl-natürlich-luft-natürlich-Kühlsystem ist das häufigste Transformatorenöl-Kühlsystem, das Sie in allen Arten von kleinen bis mittelgroßen elektrischen Transformatoren sehen werden. Bei dieser Methode nimmt das im Tank befindliche Öl Wärme vom Kern auf und überträgt sie durch ein natürliches Konvektionsverfahren an die umgebende Luft.
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Wie funktioniert ein ölgekühlter Transformator mit natürlicher Luftkühlung?
Wenn der elektrische Transformator zu arbeiten beginnt, erzeugt der Transformatorenkern viel Abwärme. Das umgebende elektrische Transformatoröl absorbiert diese Wärme und überträgt sie an den Transformator-Tank, in dem das Transformatoröl aufbewahrt wird. Die natürliche Luft um den elektrischen Transformator-Tank beginnt dann, diese Abwärme basierend auf dem Prinzip der natürlichen Konvektion zu absorbieren.
2. Natürliches Öl Zwangsbelüftung (ONAF)
Wenn der elektrische Transformator zu arbeiten beginnt, erzeugt der Transformatorenkern viel Abwärme. Das umgebende elektrische Transformatoröl absorbiert diese Wärme und überträgt sie an den Transformator-Tank, in dem das Transformatoröl aufbewahrt wird. Die natürliche Luft um den elektrischen Transformator-Tank beginnt dann, diese Abwärme basierend auf dem Prinzip der natürlichen Konvektion zu absorbieren.
3. Luftgebläse Ölgebläse
In elektrischen Transformatoren, bei denen die im Transformatorenkern erzeugte Wärme in einer solchen Menge auftritt, dass sie nicht mit der Methode der natürlichen Konvektion entfernt werden kann, wird die Methode der öl- und luftgestützten Zwangskühlung verwendet, um die Abwärme vom Transformator zu entfernen. Eine elektrische Pumpe befindet sich im Inneren des elektrischen Transformators, die das Kühlöl zirkulieren lässt. Zirkulierendes elektrisches Transformatoröl absorbiert erheblich mehr Abwärme im Vergleich zur natürlichen Konvektionsmethode. Wenn dieses Öl durch den Wärmeübertrager über die Lamellen des Transformator-Tanks strömt, überträgt es diese Wärme auf die schnell bewegte natürliche Luft, die mit einem Kühllüfter darüber gezwungen wird.
4. Wasser mit Öl forcieren
In Innenanwendungen oder in all diesen sensiblen Anwendungen, in denen keine natürliche luftgestützte Anwendung zur Verfügung steht, wird das System der Öl- und Wasser-Zwangskühlung verwendet. Es funktioniert ähnlich wie das System der öl- und luftgestützten Zwangskühlung, mit dem einzigen Unterschied, dass ein spezieller Wärmeübertrager entworfen und installiert wird. Das Transformator-Kühlöl nimmt zunächst die Wärme vom Transformatorenkern auf und bewegt sich dann in den Wärmeübertrager; Wasser, das in den Rohren des Wärmetauschers zirkuliert, entfernt die gesamte Abwärme des Öls.
Wie funktioniert ein ölgefüllter wassergekühlter Transformator?
Ein stetiger Wasserfluss ist entscheidend für diese Technik, da er dazu dient, die Wärmeübertrager zu kühlen.
Gleichzeitig steigt die Öltemperatur im Laufe der Zeit als Ergebnis der durch eine Pumpe erzeugten Wärme.
Sobald das heiße Wasser dann im Allgemeinen aus dem System entnommen wurde, wird es regelmäßig in einem speziellen Kühler gekühlt.
Diese Kühlsysteme sind nützlich für große ölgefüllte wassergekühlte Transformatoren mit einer Kapazität von 100 MVA oder höher.
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Warum verwendet der Hersteller von ölgecoolten Transformatoren Öl innerhalb eines Transformators?
Öl ist auch ein entscheidender Bestandteil für Transformatoren. Aus diesem Grund sorgen die Hersteller dafür, dass ihre Transformatoren nur dann ordnungsgemäß funktionieren, wenn sie mit dem geeigneten Öl beladen sind.
Das Transformatoröl hilft bei der
- Kühlung des Wicklungs- und Kernbereichs des Transformators
- Unterdrückung elektrischer Bögen im Transformator
- Verbesserung der dielektrischen Isolierung des Transformators
- Reduzierung der Betriebstemperatur des Transformators
- Verlängerung der Lebensdauer des Transformators
Ohne die Verwendung der richtigen Transformatoren-Ölkühlung kann übermäßige Wärme im Transformator das Isolationssystem beschädigen und die Zuverlässigkeit des Transformators verringern.
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Was sind die Vor- und Nachteile der Verwendung von ölgecoolten Transformatoren?
Lassen Sie uns über die Vor- und Nachteile der Verwendung dieses Öls in einem Transformator sprechen.
Vorteile von Transformatorenöl
Kühlöl für Transformatoren ist günstig, effizient und hat hohe Isolier- und Wärmeleitfähigkeitsmerkmale.- Es ist effektiv beim Isolieren hoher Spannungen von Transformatoren und beim Ableiten von Wärme aus hohen Kapazitäten.
- Ölgekühlte Leistungstransformatoren können Nennwerte von 100 MVA oder höher haben, da Öl und ein Kühler häufig als Wärmeabfuhrmechanismen verwendet werden. Ein Trocken-Transformator kann den Nennwert nicht erreichen.
- Im Vergleich zu einem Transformator mit höherer Bewertung produziert es im Betrieb deutlich weniger Lärm.
- Verbesserte Energieeffizienz als Grundlage.
- Hat einen geringeren Betriebsverlust.
- Erhöhtes Potenzial für die Lebensdauer.
- Die Kernwicklung ist recycelbar.
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Nachteile von Transformatoröl
- Regelmäßige Exposition des Kühlöls gegenüber Flammen schafft die Möglichkeit von Explosionen oder Bränden.
- Ein ölgekühlter Transformator ist anfällig für Leckagen und kann altersgerecht altern.
- Wenn Öl am Betriebsstandort austritt, gefährdet dies sowohl die Integrität der Maschinen als auch die Qualität der Umgebung.
- Wenn ein Transformator in Öl getaucht wird, leidet seine Dichtungsleistung, dennoch altert er gut.
- Es ist ein großes Problem, wenn Öl am Betriebsstandort ausläuft und sowohl die Integrität der Maschinen als auch das umliegende Ökosystem gefährdet.
- Im Vergleich dazu sind sie größer und schwerer als Trockenlaufwandler.
- Das zusätzliche Gewicht erfordert eine robustere Basis und eine spezielle Öltasche.
- Der Preis eines ölgekühlten Transformators ist höher.
- Aufgrund des erhöhten Brandrisikos wird in der Regel ein spezielles Stickstoff- oder wasserbasiertes Brandschutzsystem installiert. Es zieht ein höheres Budget.
- Der Pflegeaufwand ist im Vergleich zur trockenen Variante größer.
Aufgrund der Tatsache, dass Transformator-Kühlmittelöl eine brennbare Flüssigkeit ist, sind die großen Installationen nach Bedarf für Produktionssysteme und andere ölverschmutzende Einrichtungen vorgesehen. Dies kann die Gesamtkosten des Projekts erheblich erhöhen und auch die Betriebskosten und die Wartungskosten des Projekts stark beeinflussen.
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Was sind die Anforderungen an das Design von ölgekühlten Transformatoren?
Einer der wichtigsten Teile jedes elektrischen Systems ist der Leistungstransformator. Verschiedene Transformator-Layouts sind aufgrund der Verfügbarkeit von effizientem Kühlsystem und elektrischer Isolierung möglich.
Ölgekühltes Transformator-Design, Bau und Konstruktion
Ölgekühlte Transformatoren sind speziell entworfen und gebaut, um das ölgekühlte Transformatorsystem zu unterstützen. Sie bestehen hauptsächlich aus
- Magnetkern
- Wicklungen
- Durchführungen
- Radiatoren
- Konservierungstank
- Entlüfter
- Kühlsystem
Das Kühlsystem des Transformatorenöls ist eines der kritischsten Teile des Transformatordesigns, da es direkt die Effizienz, Lebensdauer der Isolierung und Betriebstemperatur des Transformators beeinflusst.
Benötigtes Öl zur Verwendung
Dies sind einige der gängigsten Öle, die ölgekühlte Transformatoren verwenden:
- Mineralöl ist eines der zwei Haupttypen von Erdölprodukten:
- Naphthaöl: Abwasser, ein oxidatives Byprodukt, wird in Naphthaöl leichter absorbiert als in flüssigem Paraffin.
- Paraffinöl: Während Paraffinöl langsamer oxidiert als Naphthaöl, setzt sich der begleitende Schmutz letztendlich am Boden des Tanks ab, was eine angemessene Konditionierung des Transformators einschränkt.
- Synthetisches Öl: Diese Öle werden häufig im Labor hergestellt und enthalten Silikonöl.
- Aufgrund ihrer hohen Feuerbeständigkeit werden sie nur in risikobehafteten Umgebungen verwendet.
- Geringe Wärmeleitfähigkeit und hohe Feuchtigkeitsaufnahme. Dieses Öl ist teurer als Mineralöl.
- Pflanzenöl: Dieses Öl wird aus Pflanzen gewonnen.
- Es kann nicht nur regeneriert werden, sondern kann auch 100% abgebaut werden, was umweltfreundlicher und ökologischer ist und dazu beiträgt, die Lebensdauer des Transformators zu verlängern.
Das Kühlsystem des Transformatorenöls ist eines der kritischsten Teile des elektrischen Transformators, da es direkt die Effizienz der Lebensdauer der Isolierung und die Betriebstemperatur des elektrischen Transformators beeinflusst. Daelim kann die oben genannten drei Öle bereitstellen. Daelim kann Pflanzenöl mit UL-Zertifizierung bereitstellen, und es gibt zwei Marken von FR3 und RAPO zur Auswahl.
Bewertung des ölgekühlten Transformators
- Für Transformatorwerte unter 30 MVA wurden in der Regel natürliche Öle und Lufttechnologien eingesetzt.
- Wie Sie sehen können, kann die Kühlfähigkeit von öl-natur- und luftgezwungenen Systemen in der Regel auf maximal 61 MVA kombiniert werden.
- Die kontinuierliche Bewertung für Verteilungstransformatoren muss entweder 100kVA, 250kVA, 400kVA, oder 630kVA.
Die Nennleistung eines ölgekühlten Transformators wird stets durch Multiplikation der Nennspannung der Leitungsspule mit ihrem Nennstrom bestimmt. Der ölgekühlte Transformator mit höherer Leistung verwendet hauptsächlich je nach Lastanforderungen und Wärmeableitungsbedarf des elektrischen Transformators Systeme wie natürliche Öl-Luft-Kühlung, Luft-Öl-Kühlung oder Öl-Kraft-Luft-Kühlung.
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Fazit
Ölgekühlte Transformatoren bleiben eines der zuverlässigsten und am häufigsten verwendeten elektrischen Transformatoren in der Transformatorenindustrie. Mit fortschrittlichen Transformatoren-Ölkühlungssystemen, verbesserten Isoliermaterialien und einem effizienten Radiator-Design bietet die moderne Lösung für ölgekühlte Leistungstransformatoren breite und ausgezeichnete Effizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer für Versorgungs- und Industrieanwendungen. Bei allen Arten von Anfragen zu ölgekühlten Transformatoren kontaktieren Sie Daelim Transformer.
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