Tvungen olie- og tvungen vandkølere til transformere

 Tvungen-oliekølere (FOC)

(I) Arbejdsprincip

Tvungen-oliekølere er baseret på kernelogikken i "tvungen cirkulation + luftkøling", der bryder afhængigheden af ​​naturlig oliecirkulationskøling af temperaturforskellen. Ved aktivt at drive oliestrømmen til at accelerere cirkulationen forbedrer de varmeafledningseffektiviteten markant. Ifølge International Electrotechnical Commission (IEC) standard 60076-2:2011 er dens kølemetode kodet som OFAF (Oil Forced-Air Forced), hvilket betyder intern tvungen oliecirkulation og ekstern tvungen luftcirkulation. Under drift udvinder en dedikeret dykpumpe varm olie fra det øverste lag af tanken, sætter den under tryk og sender den til varmeafledningsrørbundtet i kølelegemet. Samtidig starter køleventilatoren, hvilket tvinger luft til at strømme hurtigt over overfladen af ​​varmeafledningsrørene. Gennem varmeledning og konvektion overføres varmen i den varme olie hurtigt til luften. Den afkølede transformerolie har en lavere temperatur og øget densitet, der strømmer tilbage til bunden af ​​transformatortanken gennem det nederste forbindelsesrør for at genkøle kernen og viklingerne og danner en komplet varmeafledningssløjfe med tvungen oliecirkulation, der kontinuerligt fjerner den varme, der genereres under udstyrets drift.

(2) Strukturel sammensætning

Den tvungne oliekøler består hovedsageligt af kølelegemet, dykpumpe, køleventilator, olierørsystem, elektrisk kontrolboks og hjælpebeskyttelseskomponenter. Kølerkroppen har typisk en rør--finnestruktur, hvor varmeafledningsrørene er lavet af korrosions--resistente, høj-termisk-ledningsevner af kobber eller aluminium, med udvendige ribber for at øge varmeafledningsområdet. Dykpumpen, som strømkilde til oliecirkulation, har høj effektivitet, lav støj og modstand mod oliekorrosion, hvilket sikrer stabil oliecirkulation. Køleventilatoren er for det meste en aksial flowventilator, styret af en temperatursensor, der først starter, når olietemperaturen når den indstillede værdi, hvilket opnår en energibesparende drift.- Den elektriske styreboks er ansvarlig for den overordnede kontrol af oliepumpens og ventilatorens start og stop, og integrerer også temperatur- og olieflowovervågningsfunktioner. Hjælpebeskyttelseskomponenter omfatter olieflowindikatorer og differenstryksignaler, som kan udsende alarmsignaler i tilfælde af fejl i oliecirkulationen eller unormale olie{10}vandtryksforskelle, hvilket sikrer udstyrssikkerhed.

(3) Kernefunktioner og applikationsscenarier
Kernefordelen ved forcerede oliekølere er deres høje varmeafledningseffektivitet. Sammenlignet med olienedsænket luftkøling (ONAF) metoder kan deres varmeafledningseffektivitet øges med mere end 30%, hvilket kan opfylde varmeafledningsbehovet for store transformere under høj belastningsdrift; Strukturen er relativt kompakt og kan monteres direkte på transformatorhuset med et lille fodaftryk og moderat vedligeholdelsesbelastning; Stærk tilpasningsevne, kan justere varmeafledningskapaciteten ved at øge eller formindske antallet af kørende kølere i henhold til ændringer i transformatorbelastningen og opnå matchning mellem belastning og varmeafledning.

Dets applikationsscenarier fokuserer hovedsageligt på store-højspændingstransformatorer, især krafttransformatorer med spændingsniveauer på 220 kV og derover og en kapacitet på 120 MVA eller derover, som er meget udbredt i transformerstationer, kraftværker, industrianlæg og andre scenarier. I specielle scenarier som f.eks. mellemkanals fleksible lige tilbage-til-omformerstationer, bruges lav-tvingede oliekølere også til at reducere driftsstøj, kombineret med-støjsvage dykpumper, for at minimere påvirkningen af ​​udstyrets drift på det omgivende miljø.

Forcerede vandkølere (FWC) til transformere
(1) Arbejdsprincip

Den tvungne vandkøler anvender en dobbelt tvungen afkølingstilstand med "tvungen oliecirkulation+vandkøling", og dens standardkølemetode er kodet som OFWF (Oil Forced Water Forced), hvilket betyder intern olie-tvungen cirkulation og ekstern vand-tvungen cirkulation. Kernelogikken er at udnytte vands høje specifikke varmekapacitet og termiske ledningsevne sammenlignet med luft og opnå effektiv varmeafledning gennem olie-vandvarmeveksling. Under drift trækker den nedsænkelige oliepumpe den varme olie ud af transformatorolietanken og sender den til olie-vandvarmeveksleren (kølelegemet). Samtidig pumper den cirkulerende vandpumpe kølevand (for det meste industrielt cirkulerende vand eller flodvand) ind i varmevekslerens anden kanal. Den varme olie og kølevand strømmer i modsatte retninger inde i varmeveksleren, og gennem termisk ledning overføres varmen i den varme olie hurtigt til kølevandet; Den afkølede transformerolie strømmer tilbage til olietanken for at fortsætte med at deltage i kølecyklussen, mens kølevandet, der absorberer varme, udledes fra køleren. Efter efterfølgende kølebehandling kan den genanvendes eller udledes direkte og danne et dobbelt kølekredsløb af "oliecirkulation+vandcirkulation".

Det er værd at bemærke, at under drift er det nødvendigt at sikre, at olietrykket er højere end vandtrykket. Hvis varmevekslerrøret brister, og vand kommer ind i transformatorolien, vil det forårsage isoleringsskader og udløse katastrofale ulykker. Derfor stiller dette system ekstremt høje krav til tætningsydelse.

(2) Strukturel sammensætning Strukturen af ​​en tvungen vandkøler er mere kompleks end den af ​​en tvungen oliekøler, hovedsageligt bestående af kølelegemet, nedsænkelig oliepumpe, cirkulerende vandpumpe, olie-vandrørsystem, elektrisk kontrolboks og sikkerhedsbeskyttelsesanordninger. Kølerlegemet (olie-vandvarmeveksler) omfatter et oliekammer og to vandkamre. Oliekammeret er fyldt med tætpakkede kølerør, hvorigennem kølevand strømmer. Det ydre oliekammer er opdelt i flere kanaler ved hjælp af ledeplader, hvilket sikrer, at varm olie flyder snoet hen over overfladen af ​​kølerørene, hvilket forbedrer varmevekslingseffektiviteten. Vandkammeret er opdelt i øvre og nedre kamre, med det nedre vandkammer yderligere opdelt i to hulrum, hvilket tillader kølevandet at strømme tovejs, hvilket yderligere forbedrer varmeafgivelsen. Olie-vandrørsystemet er udstyret med ventiler, filtre og andre komponenter til at regulere olie- og vandstrømningshastigheder, filtrere urenheder og forhindre rørblokering. Ud over olieflowindikatorer og differenstryksignaler inkluderer sikkerhedsbeskyttelsesanordningerne vandstandsovervågning og vandtryksovervågningskomponenter for at overvåge driftsstatus for vandcirkulationssystemet i realtid og straks opdage lækager, vandmangel og andre problemer.

(3) Kernefunktioner og applikationsscenarier

Den største fordel ved tvungne vandkølere er deres ekstremt høje varmeafledningseffektivitet. For den samme kølekapacitet er deres volumen meget mindre end tvungne oliekølere, de er lettere og fungerer med lavere støj (ingen blæserstøj), hvilket letter indendørs installation og gør dem velegnede til scenarier med strenge støj- og pladskrav. Samtidig er deres varmeafledningseffekt mindre påvirket af omgivelsestemperaturen, hvilket bibeholder en stabil varmeafledningsydelse i miljøer med høje-temperaturer, hvilket gør dem velegnede til transformere, der arbejder under høj belastning og høje temperaturforhold.

Deres begrænsninger ligger hovedsageligt i den høje systemkompleksitet, de høje krav til kølevandskvalitet og forsyningsstabilitet, behovet for regelmæssig vedligeholdelse af vandcirkulationssystemet, genopfyldning af kølevand, tilsætning af frostvæske og rengøring af varmevekslere; og den relativt korte levetid for vand-kølede systemer, hvilket gør det vanskeligt at opnå samme levetid som transformeren (typisk 40 års fysisk levetid), hvilket øger senere vedligeholdelsesomkostninger og hyppigheden af ​​udskiftning af udstyr.

Anvendelsesscenarier er hovedsageligt koncentreret i områder med rigelige vandressourcer og let dræning, såsom hovedtransformatorer i vandkraftværksbygninger; og på steder med begrænset plads og strenge støjkrav, såsom underjordiske transformerstationer, transformerstationer i bykerneområder og datacentre. De kan også bruges til afkøling af ultra-transformatorer med stor kapacitet for at imødekomme varmeafledningsbehovet under ekstreme belastninger.

Som kernekøleudstyret i transformere er tvungne oliekølere og tvungne vandkølere, med deres unikke strukturer og ydeevne, tilpasset til forskellige anvendelsesscenarier og giver i fællesskab garantier for sikker og stabil drift af transformere. Forcerede oliekølere er blevet det almindelige kølevalg for store transformere på grund af deres enkle struktur, bekvemme vedligeholdelse og stærke tilpasningsevne; Tvungen vandkølere spiller en uerstattelig rolle i specielle scenarier på grund af deres høje effektivitet i varmeafledning, lav støj og kompakthed.

Med den kontinuerlige udvikling af strømsystemet vil kølerteknologien fortsætte med at blive optimeret, og intelligens, effektivitet og energibesparelse vil blive den centrale udviklingsretning i fremtiden. I praktiske applikationer er det nødvendigt videnskabeligt at udvælge og standardisere vedligeholdelse baseret på faktorer såsom driftskrav og installationsmiljø for transformere, fuldt ud udnytte varmeafledningseffektiviteten af ​​kølesystemer, forlænge levetiden af ​​transformere, sikre sikker, effektiv og stabil drift af strømsystemer og give solid støtte til kraftoverførsel og -forsyning.