變壓器冷卻器的案例
電力變壓器冷卻裝置的一般要求以及冷卻器的作用
變壓器冷卻器的工作原理
傳統的電力變壓器是由人工控制的風機，并且每一臺的變壓器都有6組的風冷式的電動機需要被控制，而每一組的風機是要依賴熱繼電器來實現的，風機電源的回路通過接觸器進行控制，風機通過對變壓器的油溫以及變壓器的過負荷進程測量，從而通過邏輯判斷來確定風機的啟動和停止。
對機械的觸點進行驅動主要靠的是人工機械觸點。這樣傳統的控制只有通過人工進行控制。但其最大的缺點是所有的風機都要同時的啟動和同時的停止，并且在啟動的時候其產生的沖擊電流比較大，時常會給電路中的元器件造成損害，當其溫度在45到55攝氏度的時候，常常采取的是全部工作投入的方式，這樣會帶來巨大的能源的浪費也會給設備的維護造成很大的困難。
一般的冷卻控制系統主要采用的元器件包括繼電器、熱繼電器以各種接觸性的邏輯電路控制系統，控制的邏輯十分復雜，在運行的實際過程中會出現接觸器多次的與觸點進行接觸和分離而造成的燒毀現象。并且風機也缺乏一些很必要的保護，如過載、缺相以及過載等，在實際的運行過程中會降低其運行的可靠性而無形中增加運行的成本。
強油強風冷變壓器冷卻器的組成元件
冷卻器由熱交換器，風扇，電動機，氣道，油泵油流指示器等組成。冷卻風扇是用于排出熱交換器中所發射出來的熱空氣。油泵裝在冷卻器的下部，使熱交換器的頂部油向下部循環。油流指示裝在冷卻器的下部較明顯的位置，以利于運行人員觀察油泵的運行狀態。
變壓器的油箱和冷卻裝置的作用
變壓器的油箱是變壓器的外殼，內裝鐵心、繞組和變壓器油，同時起一定的散熱作用。
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一般的冷卻控制系統主要采用的元器件包括繼電器、熱繼電器以各種接觸性的邏輯電路控制系統，控制的邏輯十分復雜，在運行的實際過程中會出現接觸器多次的與觸點進行接觸和分離而造成的燒毀現象。并且風機也缺乏一些很必要的保護，如過載、缺相以及過載等，在實際的運行過程中會降低其運行的可靠性而無形中增加運行的成本。
強油強風冷變壓器冷卻器的組成元件
冷卻器由熱交換器，風扇，電動機，氣道，油泵油流指示器等組成。冷卻風扇是用于排出熱交換器中所發射出來的熱空氣。油泵裝在冷卻器的下部，使熱交換器的頂部油向下部循環。油流指示裝在冷卻器的下部較明顯的位置，以利于運行人員觀察油泵的運行狀態。
變壓器的油箱和冷卻裝置的作用
變壓器的油箱是變壓器的外殼，內裝鐵心、繞組和變壓器油，同時起一定的散熱作用。
變壓器冷卻裝置的作用是，當變壓器上層油溫產生溫差時，通過散熱器形成油循環，使油經散熱器冷卻后流回油箱，有降低變壓器油溫的作用。為提高冷卻效果，可采用風冷、強油風冷或強油水冷等措施。
來源：云漢芯城ICkey等網絡綜合
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強油強風冷變壓器冷卻器的組成元件
冷卻器由熱交換器，風扇，電動機，氣道，油泵油流指示器等組成。冷卻風扇是用于排出熱交換器中所發射出來的熱空氣。油泵裝在冷卻器的下部，使熱交換器的頂部油向下部循環。油流指示裝在冷卻器的下部較明顯的位置，以利于運行人員觀察油泵的運行狀態。
變壓器的油箱和冷卻裝置的作用
變壓器的油箱是變壓器的外殼，內裝鐵心、繞組和變壓器油，同時起一定的散熱作用。
變壓器冷卻裝置的作用是，當變壓器上層油溫產生溫差時，通過散熱器形成油循環，使油經散熱器冷卻后流回油箱，有降低變壓器油溫的作用。
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當工作電源發生故障時，應自動投入備用電源并發出音響及燈光信號；
c.強油循環變壓器，當切除故障冷卻器時應發出音響及燈光信號，并自動（水冷的可手動）投入備用冷卻器；
d.風扇、水泵及油泵的附屬電動機應有過負荷、短路及斷相保護；應有監視油泵電機旋轉方向的裝置；
e.水冷卻器的油泵應裝在冷卻器的進油側，并保證在任何情況下冷卻器中的油壓大于水壓約0.05MPa（制造廠另有規定者除外）。
【探討】強迫油循環風冷變壓器冷卻器啟動回路精講
變壓器的銅損和鐵損消耗的能量絕大部分都轉化為熱量，造成了變壓器繞組及鐵芯溫度升高，而變壓器的絕緣壽命和溫度又密切相關，根據試驗得出，當平均溫度每升高10攝氏度時，油的劣化速度就會增加1.52倍。根據冷卻方式分類。目前電力系統運行中的變壓器以油浸自冷式、油浸風冷式及強迫油循環式三類為主。同樣環境下強迫油循環冷卻效果優于油浸風冷，油浸風冷冷卻效果優于油浸自冷。
大型變壓器為了提高容量、減少體積、重量和材料消耗大多會采用強迫油循環導向風冷方式，這種冷卻方式采用的是油泵導向強迫加速熱點油循環，經風冷散熱器使變壓器冷卻效果提高。按照《變壓器運行規程》的相關規定，為防止變壓器油劣化過速，上層油溫一般度，不宜經常超過85攝氏，多數變壓器因此設有過溫保護，當溫度達到設定值就會跳閘。一旦變壓器因油溫過高導致絕緣損壞事故或過溫跳閘，就會給系統的正常供電和安全運行帶來嚴重的影響，因此根據變壓器的容量及其重要程度，必須裝設良好且可靠的冷卻系統。
為了增強冷卻系統的可靠性進而提高變壓器的安全運行性能，往往采用多組冷卻器分別控制的設計方案，當某一組冷卻器故障時不影響其他冷卻器的運行，使得變壓器能夠最大程度上得到冷卻。分組的另外一個好處是運行檢修靈活，冷卻器一般分成4-12組，可以根據負荷即溫度來確定投入的組數，及低溫及低負荷時投入較少冷卻器，以免導致能源及冷卻器壽命的浪費，高溫及高負荷時投入較多組冷卻器及時降低主變溫度。
究竟需要投入多少臺冷卻器才能既滿足散熱需求又不至于造成能源浪費及冷卻器壽命減少，這要根據不同的廠家散熱器的性能而定，本文以某公司生產的OSFPS-750000/500變壓器為例，進行計算。
展開 【原理】變壓器冷卻系統原理及控制
2、工作冷卻器控制：每個冷卻器都可用控制開關手柄位置來選擇冷卻器的工作狀態，即工作、輔助、備用、停運，運行靈活，易于檢修每個冷卻器。
3、冷卻器的油泵和風扇電動機回路設有單獨的接觸器和熱繼電器，能對電動機過負荷及斷相運行進行保護。另外每個冷卻器回路都裝設了自動開關，便于切換和對電動機進行短路保護。
4、備用冷卻器的控制：當運行中的工作、輔助冷卻器發生故障時，能自動啟用備用冷卻器。
5、輔助冷卻器的控制：變壓器上層油溫或繞組溫度達到一定值時，自動啟動尚未投入的輔助冷卻器。
6、變壓器投入電網時，冷卻系統可按負荷情況自動投入相應數量的冷卻器；切除變壓器及減負荷時，冷卻系統能自動切除全部或相應數量的冷卻器。
7、信號回路：所有運行中的冷卻器發生故障時，均能發出故障信號。
展開 變壓器冷卻系統最全講解
1、油浸自冷式
油浸自冷式冷卻系統沒有特殊的冷卻設備，油在變壓器內自然循環，鐵芯和繞組所發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構：
1.1、平滑式箱壁。容量很小的變壓器采用這種結構，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，油箱內的油因鐵芯和繞組發熱而受熱，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，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，使變壓器鐵芯和繞組得到有效冷卻。
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它與自冷式系統相比，冷卻效果可提高150％～200％，相當于變壓器輸出能力提高20％～40％。
當負載較小時，可停止風扇而使變壓器以自冷方式運行，當負載超過某一規定值，例如70％額定負載時，可使風扇自動投入運行。這種冷卻方式廣泛應用于10，000kVA以上的中等容量的變壓器。
圖2 強迫油循環風冷式冷卻系統結構
3、強迫油循環風冷式
強迫油循環風冷式冷卻系統用于大容量變壓器。這種冷卻系統是在油浸風冷式的基礎上，在油箱主殼體與帶風扇的散熱器（也稱冷卻器）的連接管道上裝有潛油泵。油泵運轉時，強制油箱體內的油從上部吸入散熱器，再從變壓器的下部進入油箱體內，實現強迫油循環。冷卻的效果與油的循環速度有關。如圖2所示為大型變壓器使用的強迫油循環風冷式冷卻系統種的冷卻結構。
4、強迫油循環水冷
強迫油循環水冷卻系統由潛油泵、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所示強迫油循環水冷式冷卻系統結構。
展開 【科普】你了解變壓器冷卻系統嗎？
圖2 強迫油循環風冷式冷卻系統結構
3、強迫油循環風冷式
強迫油循環風冷式冷卻系統用于大容量變壓器。這種冷卻系統是在油浸風冷式的基礎上，在油箱主殼體與帶風扇的散熱器（也稱冷卻器）的連接管道上裝有潛油泵。油泵運轉時，強制油箱體內的油從上部吸入散熱器，再從變壓器的下部進入油箱體內，實現強迫油循環。冷卻的效果與油的循環速度有關。如圖2所示為大型變壓器使用的強迫油循環風冷式冷卻系統種的冷卻結構。
4、強迫油循環水冷
強迫油循環水冷卻系統由潛油泵、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。
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當負載較小時，可停止風扇而使變壓器以自冷方式運行，當負載超過某一規定值，例如70％額定負載時，可使風扇自動投入運行。這種冷卻方式廣泛應用于10，000kVA以上的中等容量的變壓器。
圖2 強迫油循環風冷式冷卻系統結構
3、強迫油循環風冷式
強迫油循環風冷式冷卻系統用于大容量變壓器。這種冷卻系統是在油浸風冷式的基礎上，在油箱主殼體與帶風扇的散熱器（也稱冷卻器）的連接管道上裝有潛油泵。油泵運轉時，強制油箱體內的油從上部吸入散熱器，再從變壓器的下部進入油箱體內，實現強迫油循環。冷卻的效果與油的循環速度有關。如圖2所示為大型變壓器使用的強迫油循環風冷式冷卻系統種的冷卻結構。
4、強迫油循環水冷
強迫油循環水冷卻系統由潛油泵、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所示強迫油循環水冷式冷卻系統結構。
圖3 強迫油循環水冷式冷卻系統結構
1－變壓器；2－潛油泵；3－冷油器；4－冷卻水管，5－油管道
展開 【分析】變壓器冷卻系統介紹
來源：網絡
變壓器冷卻系統最全講解
它與自冷式系統相比，冷卻效果可提高150％～200％，相當于變壓器輸出能力提高20％～40％。
當負載較小時，可停止風扇而使變壓器以自冷方式運行，當負載超過某一規定值，例如70％額定負載時，可使風扇自動投入運行。這種冷卻方式廣泛應用于10，000kVA以上的中等容量的變壓器。
圖2 強迫油循環風冷式冷卻系統結構
3、強迫油循環風冷式
強迫油循環風冷式冷卻系統用于大容量變壓器。這種冷卻系統是在油浸風冷式的基礎上，在油箱主殼體與帶風扇的散熱器（也稱冷卻器）的連接管道上裝有潛油泵。油泵運轉時，強制油箱體內的油從上部吸入散熱器，再從變壓器的下部進入油箱體內，實現強迫油循環。冷卻的效果與油的循環速度有關。如圖2所示為大型變壓器使用的強迫油循環風冷式冷卻系統種的冷卻結構。
4、強迫油循環水冷
強迫油循環水冷卻系統由潛油泵、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所示強迫油循環水冷式冷卻系統結構。
展開 干式變壓器的結構形式、冷卻方式、安裝與調試等知識詳述
2、封閉式：器身處在封閉的外殼內，與大氣不直接接觸（由于密封、散熱條件差，主要用于礦用，屬于防爆型）。
3、澆注式：用環氧樹脂或其它樹脂澆注作為主絕緣，它結構簡單、體積小，適用于較小容量的變壓器。
干式變壓器的冷卻方式
干式變壓器冷卻方式分為自然空氣冷卻（AN）和強迫空氣冷卻（AF）。自然空冷時，變壓器可在額定容量下長期連續運行。強迫風冷時，變壓器輸出容量可提高50%。適用于斷續過負荷運行，或應急事故過負荷運行；由于過負荷時負載損耗和阻抗電壓增幅較大，處于非經濟運行狀態，故不應使其處于長時間連續過負荷運行。
展開 干式變壓器的結構形式、冷卻方式、安裝與調試等知識詳述
對于干式變壓器，大家是否想要了解更多呢？下面賢集網小編來為大家詳細介紹干式變壓器的結構形式、冷卻方式、種類、和油浸式變壓器比較具有哪些優點？安裝與調試、如何從聲音判斷故障、外部結構引起的噪音及解決方法、選用要點。一起來看看吧！
干式變壓器的結構形式
1、開啟式：是一種常用的形式，其器身與大氣直接接觸，適應于比較干燥而潔凈的室內，（環境溫度20度時，相對濕度不應超過85%），一般有空氣自冷和風冷兩種冷卻方式。
2、封閉式：器身處在封閉的外殼內，與大氣不直接接觸（由于密封、散熱條件差，主要用于礦用，屬于防爆型）。
3、澆注式：用環氧樹脂或其它樹脂澆注作為主絕緣，它結構簡單、體積小，適用于較小容量的變壓器。
干式變壓器的冷卻方式
干式變壓器冷卻方式分為自然空氣冷卻（AN）和強迫空氣冷卻（AF）。自然空冷時，變壓器可在額定容量下長期連續運行。強迫風冷時，變壓器輸出容量可提高50%。
展開 酯液變壓器冷卻風扇不同布置下的散熱特性
變壓器鐵芯產生的熱量(W/m3)是根據鐵芯損耗與鐵芯體積的比值計算出來的。沿著繞組高度的電阻損耗(焦耳定律)將是均勻的，因為電流均勻地通過繞組。由于徑向漏磁場比軸向漏磁場大，而繞組中部漏磁場較小，因此根據導線尺寸，繞組渦流損耗更集中在繞組頂部和底部。因此，繞組頂部和底部的渦流損耗分布并不均勻。在本研究中，基于有限元技術和實驗結果計算了繞組渦流損耗和導磁結構中的雜散損耗的復雜性，而并非經驗方法，基于16MVA的結果如圖2所示。
圖2 基于16MVA下繞組中的損耗分布
5 散熱器中冷卻風扇的布置
變壓器制造商一般有興趣根據酯液變壓器散熱器上不同的冷卻風扇安裝方式來估算熱參數，并將熱參數結果與礦物油進行比較。各廠家在電力變壓器散熱器上常用的散熱風扇安裝配置(圖3、圖4)分為水平安裝(安裝在散熱器的兩側)和垂直安裝(安裝在散熱器的底部)。
該變壓器采用熱鍍鋅散熱器，將油箱頂部因功率損耗而產生的熱量抽出，并通過外置散熱器和冷卻風扇將冷卻后的油重新循環回油箱底。油箱內安裝4個散熱器，寬520mm，高2200mm，每個散熱器23片。該截面的冷卻表面積為2.64m2, 50oC時每個截面的散熱面積為851W。采用3相，50Hz, 900RPM, 500W，直徑610mm，風量10450m3 /hr冷卻風機。r3和r4與r1和r2之間的距離為150mm。R2、R3散熱器距離為100mm。冷卻風扇安裝方式的組合見表1和表2。
圖3 4個散熱器的不同位置3個散熱器上的冷卻風扇配置。
圖4 4個散熱器的不同位置4個散熱器上的冷卻風扇配置
6 變壓器熱分析結果
礦物油的熱運行限值在本文中是根據客戶的技術規格來使用的。環境溫度最大值為50℃，根據現場環境溫度根據客戶要求進行考慮。
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