1. Auto-refroidissement immergé dans l'huile (ONAN)
Le principe de fonctionnement de l'auto-refroidissement immergé dans l'huile est d'exploiter la convection naturelle de l'huile pour transférer la chaleur générée par le transformateur à la surface du réservoir d'huile et à l'emplacement des tubes de refroidissement. Par la suite, la chaleur est dissipée par les effets de la convection de l'air et de la conduction de chaleur de l'air. Ce système de refroidissement ne nécessite pas d'équipement de refroidissement spécialement préparé.
Produits jusqu'à 31 500 kVA et 35 kV ou moins
Produits jusqu'à 50 000 kVA et 110 kV
2. refroidissement à air forcé immergé dans l'huile (ONAF)
Le principe de fonctionnement du refroidissement à air forcé immergé dans l'huile est basé sur les principes de l'auto-refroidissement immergé dans l'huile. En plus des principes de base, certains ventilateurs sont installés sur la surface du réservoir d'huile ou sur des tubes de refroidissement. Ces ventilateurs facilitent le processus de refroidissement en soufflant de l'air et peuvent augmenter la capacité du transformateur et la capacité de charge de près de 35%. Pendant le fonctionnement, les transformateurs génèrent des pertes telles que la perte de fer, la perte de cuivre et d'autres formes de chaleur, qui existent à l'intérieur du transformateur sous forme de chaleur. Le processus de refroidissement pour les transformateurs immergés dans l'huile est le suivant: d'abord, par conduction thermique, la chaleur générée à l'intérieur du noyau de fer et des enroulements est transférée à la surface, puis à l'huile. Par la suite, grâce à la convection naturelle de l'huile, la chaleur générée est transférée en continu aux parois internes du réservoir d'huile et aux tubes d'huile du radiateur. Par conduction thermique, la chaleur est ensuite transférée à la surface extérieure du réservoir d'huile et du radiateur. Enfin, par les effets de la convection de l'air et du rayonnement thermique, la chaleur est transférée à l'air ambiant.
Produits 35 kV à 110 kV; de 12 500 kVA à 63 000 kVA
Produits 110kV, en dessous de 75000kVA
Produits 220kV, ci-dessous 40000kVA
3. Refroidissement à air forcé par circulation d'huile forcée (OFAF)
Produits de 50 000 à 90 000 kVA et 220 kV
4. Refroidissement à eau forcée à circulation d'huile forcée (OFWF)
Utilisé dans les centrales hydroélectriques générales pour les transformateurs élévateurs de 220 kV et plus et les produits de 60 MVA et plus.
Le principe de fonctionnement du refroidissement à circulation d'huile forcée et du refroidissement par eau à circulation d'huile forcée est le même. Si le transformateur principal adopte une méthode de refroidissement par circulation forcée d'huile, son fonctionnement est basé sur la circulation de l'huile dans le transformateur. Il utilise des pompes à huile pour faire circuler l'huile dans le système de refroidissement. Le refroidisseur d'huile est particulièrement conçu pour la dissipation thermique efficace, et les ventilateurs électriques aident à refroidir le milieu. En multipliant par trois la vitesse de circulation de l'huile, cette méthode peut augmenter la capacité du transformateur d'environ 30%. Le processus de refroidissement pour les transformateurs à circulation d'huile forcée implique l'utilisation d'une pompe à huile submergée pour envoyer l'huile dans les tuyaux d'huile entre le noyau de fer ou le bobinage. L'huile, qui s'écoule à une certaine vitesse, emporte la chaleur générée, tandis que l'huile chauffée de la partie supérieure du transformateur est extraite à l'aide d'une pompe à huile immergée. Après refroidissement dans le refroidisseur, l'huile est retournée au fond du réservoir d'huile du transformateur, créant un refroidissement forcé de circulation d'huile.
5. Refroidissement à air forcé à circulation dirigée d'huile forcée (ODAF)
Produits de 75 000 kVA et plus, 110 kV
Produits de 120 000 kVA et plus, 220 kV
Produits de classe 330 kV et de classe 500 kV
6. Refroidissement à eau forcée à circulation dirigée par huile forcée (ODWF)
Produits de 75 000 kVA et plus, 110 kV
Produits de 120 000 kVA et plus, 220 kV
Produits de classe 330 kV et de classe 500 kV
Composants d'un refroidisseur forcé de transformateur de refroidissement à huile et à air forcé
Les transformateurs de puissance traditionnels sont équipés de ventilateurs à commande manuelle. Chaque transformateur a généralement six ensembles de moteurs refroidis par air qui nécessitent un contrôle. Le fonctionnement de ces ventilateurs dépend de l'utilisation de relais thermiques. Le circuit d'alimentation du ventilateur est commandé par des contacteurs. Les ventilateurs fonctionnent sur la base de mesures de température à l'intérieur des conditions d'huile et de charge du transformateur, et leur fonctionnement est déterminé par des jugements logiques. Ces systèmes de contrôle traditionnels reposent en grande partie sur l'intervention manuelle. Cependant, un inconvénient important est que tous les ventilateurs démarrent et s'arrêtent simultanément, ce qui entraîne des courants d'appel élevés pendant le démarrage, endommageant potentiellement les composants du circuit. De plus, lorsque la température se situe entre 45 et 55 degrés Celsius, la pratique habituelle consiste à faire fonctionner tous les ventilateurs à pleine capacité, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie et des problèmes de maintenance importants. Les systèmes de contrôle de refroidissement traditionnels utilisent principalement des composants tels que des relais, des relais thermiques et divers circuits logiques de type contact. La logique de commande est complexe et, en pratique, un contact et une séparation fréquents des contacteurs peuvent provoquer des brûlures. En outre, ces ventilateurs manquent souvent de protections essentielles, telles que la surcharge, la perte de phase et la sous-tension, ce qui peut réduire la fiabilité opérationnelle et augmenter les coûts.
Rôles du réservoir d'huile et du système de refroidissement du transformateur
Le réservoir d'huile du transformateur sert de coque extérieure, abritant le noyau, les enroulements et l'huile du transformateur. En outre, il fournit une certaine dissipation thermique.
Le système de refroidissement du transformateur fonctionne en créant une circulation d'huile lorsqu'il existe une différence de température entre les couches supérieure et inférieure d'huile dans le transformateur. Cette circulation déplace l'huile à travers l'échangeur de chaleur, permettant à l'huile chaude en haut de s'écouler vers le bas. Ce processus réduit efficacement la température de l'huile du transformateur. Pour améliorer l'efficacité du refroidissement, des mesures de refroidissement à l'air, de refroidissement forcé à l'huile et à l'air, ou de refroidissement forcé à l'huile et à l'eau peuvent être utilisées.