설명
변압기의 냉각 시스템은 안전하고 안정적이며 장기적인 작동을 보장하는 핵심 구성요소입니다.- 주요 임무는 변압기 작동 중에 발생하는 열(구리 손실 및 철 손실)을 주변 환경으로 효과적으로 방출하여 변압기 구성 요소의 온도를 허용 한도 내로 유지하고 과열로 인한 절연 재료의 급속한 노화 또는 손상을 방지하는 것입니다.
1. 냉각이 필요한 이유는 무엇입니까?
변압기 동작 시 권선 및 철심에는 손실(저항 손실, 와전류 손실 등)로 인해 많은 양의 열이 발생하여 온도가 상승하게 됩니다. 절연재(예: 기름, 종이)는 온도에 매우 민감합니다. 고전적인 "6도 규칙" 또는 "8도 규칙"에 따르면, 단열재의 수명은 온도가 6~8도 증가할 때마다 대략 절반으로 줄어듭니다. 따라서 효율적인 냉각은 변압기의 수명을 연장하는 데 중요합니다.
2. 냉각방식의 분류 및 규격
변압기의 냉각 방법은 일반적으로 국제 표준(예: IEC 60076)에 따라 다음을 나타내는 2~4개의 문자로 구성된 문자 코드로 표시됩니다.
냉각 매체: 첫 번째 문자는 권선과 접촉하는 내부 냉각 매체를 나타냅니다.
O: 인화점이 300도 이하인 광유 또는 합성 절연액.
K: Insulating liquid with a flash point >300도.
L: 측정할 수 없는 인화점을 갖는 절연 액체(예: 특정 합성 에스테르).
G: 가스(예: 공기).
여: 물.
순환 방식: 두 번째 문자는 내부 냉각 매체의 순환 방식을 나타냅니다.
N: 자연 대류(온도 차이에 의해 뜨거운 오일은 상승하고 차가운 오일은 하강).
F: 강제 순환(비방향-), 오일은 펌프에 의해 순환됩니다.
D: 펌프가 오일을 권선 내의 특정 채널로 직접 유도하여 더 높은 냉각 효율을 제공하는 직접 강제 순환입니다.
외부 냉각 매체: 세 번째 문자는 외부 냉각 매체를 나타냅니다.
답: 공기.
여: 물.
외부 냉각 매체의 순환 방식: 네 번째 문자는 외부 냉각 매체의 순환 방식을 나타냅니다.
N: 자연 대류(예: 공기 자연 순환).
F: 강제 순환(예: 팬-강제 공기).
3. 일반적인 냉각 방법에 대한 자세한 설명
1. 오일-침수형 변압기
이것은 전력 변압기의 가장 주류 냉각 방법입니다. 변압기에는 절연 매체와 주 냉각 매체 역할을 하는 변압기 오일이 채워져 있습니다.
ONAN (오일 천연 공기 천연)
- 원리: 오일의 자연 대류에 의존합니다. 권선과 코어에서 생성된 열은 변압기 오일을 가열합니다. 뜨거운 오일은 오일 탱크 상단으로 올라가 라디에이터(냉각 핀 또는 튜브)를 통해 공기 중으로 열을 방출하고, 냉각된 오일은 탱크 바닥으로 내려가 자연 순환을 형성합니다.
- 특징: 구조가 간단하고 신뢰성이 높으며 소음-이 없고 유지 관리가-필요하지 않습니다.
- 적용 분야: 소형 배전 변압기(예: 주거 지역이나 건물에 사용되는 변압기).
ONAF(석유천연공압)
- 원리: ONAN 변압기의 라디에이터에 팬이 추가됩니다. 변압기 부하가 증가하고 온도가 상승하면 온도 컨트롤러가 자동으로 팬을 시작하여 공기 흐름을 강제하여 라디에이터 냉각을 가속화합니다.
- 특징: 부하/온도에 따라 자동으로 시작 및 중지할 수 있는 팬을 사용하여 냉각 용량이 크게 향상되었으며 에너지 효율성이-있습니다.
- 신청: 널리 사용되는 중대형 전력 변압기.
OFAF/ODAF (석유공군 / 석유지향공군)
- 원리: 팬을 추가하는 것 외에도 오일 펌프도 추가됩니다. 펌프는 변압기 오일이 라디에이터를 통해 더 빠르게 순환하도록 합니다. ODAF(지향형) 기술은 오일을 권선 내 모세관 채널로 정확하게 유도하여 가장 뜨거운 지점(권선 내부)의 냉각 효율을 크게 향상함으로써 이를 더욱 발전시킵니다.
- 특징: 매우 강력한 냉각 능력, 상대적으로 복잡한 구조.
- 적용 분야: 대형 초고압 변압기, 대용량 발전소의 주 변압기-.
OFWF/ODWF(석유 강제 수력)
- 원리: 공랭식 라디에이터 대신 오일-대-물 열교환기(쿨러)를 사용합니다.- 뜨거운 변압기 오일은 열이 흐르는 냉각수로 전달되는 냉각기로 펌핑됩니다. 냉각된 오일은 변압기로 되돌아갑니다.
- 특성: 냉각 효율이 매우 높으며 주변 온도의 영향을 받지 않습니다. 그러나 안정적인 물 순환 시스템(펌프, 파이프, 밸브 등)이 필요하고 비용과 유지 관리 요구 사항이 높으며 오일-물 혼합 및 누출 위험이 있습니다.
- 적용 분야: 물이 풍부한 지역(예: 수력 발전소) 또는 공간 제약으로 인해 공기 냉각이 불가능한 지역(예: 지하 변전소)에 위치한 초대형 변압기.
2. 건식-형 변압기
건식-형 변압기는 내부 냉각 매체로 공기(또는 에폭시 수지와 같은 고체 절연체)를 사용하며 냉각 방법이 비교적 간단합니다.
AN(공기 자연 냉각)
- 원리: 공기의 자연 대류와 변압기 케이스의 복사 냉각에 의존합니다.
- 적용 분야: 소-용량 건식-형 변압기.
AF(강제 공기 냉각)
- 원리: 변압기 본체 아래 또는 주위에 팬을 설치하여 권선 사이의 통로를 통해 차가운 공기를 강제로 유입시켜 열을 제거합니다.
- 특징: 일반적으로 지능형 제어 기능을 갖추고 있습니다. 부하율이 높으면 팬이 자동으로 시작되어 변압기 출력 용량이 40%-50% 증가합니다.
- 적용 분야: 중대형-용량 건식-형 변압기로 실내 변전소, 건물, 지하철 및 화재 안전 요구 사항이 높은 기타 장소에 일반적으로 사용됩니다.
개요
변압기의 냉각 시스템은 변압기 설계의 중요한 부분으로 변압기의 출력 용량, 작동 효율성 및 서비스 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 적절한 냉각 방법을 선택하는 것은 비용, 신뢰성, 유지 관리 복잡성 및 설치 환경의 균형을 맞춘 결과입니다.
