I metodi di raffreddamento dei trasformatori di potenza immersi in olio possono essere suddivisi in diversi tipi in base alla loro capacità: autoraffreddamento immerso in olio, raffreddamento ad aria immerso in olio, circolazione forzata dell'olio raffreddata ad aria, circolazione forzata dell'olio raffreddata ad acqua, ecc. Il metodo specifico è spiegato in dettaglio da Qizheng Electric:
1. Tipo autoraffreddante a bagno d'olio
Il sistema di autoraffreddamento immerso nell'olio non dispone di apparecchiature di raffreddamento speciali. L'olio circola naturalmente all'interno del trasformatore e il calore emesso dal nucleo di ferro e dall'avvolgimento viene trasferito alla parete del serbatoio dell'olio o al radiatore attraverso la convezione dell'olio. A seconda della dimensione della capacità del trasformatore, può essere suddiviso in tre diverse strutture:
1) Parete della scatola liscia. I trasformatori di portate molto piccole adottano questa struttura, dove l'involucro è saldato con piastre di acciaio e le pareti sono completamente lisce;
2) Parete della scatola con nervature di dissipazione del calore. La saldatura di alcune nervature di dissipazione del calore sulla parete liscia della scatola amplia la zona a contatto con l'aria, rendendola adatta a trasformatori di capacità leggermente maggiore
3) Raffreddamento con tubi di calore o radiatori. Per i trasformatori di capacità maggiore, per aumentare la superficie di raffreddamento del serbatoio dell'olio, vengono installati all'esterno del serbatoio più radiatori. I radiatori sono un insieme di tubi di dissipazione del calore con collettori superiore e inferiore, collegati al serbatoio dell'olio tramite flange e sono componenti staccabili.
Quando il trasformatore è in funzione, l'olio nel serbatoio viene riscaldato a causa del riscaldamento del nucleo di ferro e dell'avvolgimento. L'olio caldo sale verso la parte superiore del serbatoio e quindi entra nel tubo di dissipazione del calore attraverso l'ingresso superiore del tubo di dissipazione del calore. La superficie esterna del tubo di dissipazione del calore entra in contatto con l'aria fredda esterna raffreddando l'olio. L'olio freddo scende all'interno del tubo di dissipazione del calore e scorre nella parte inferiore del serbatoio dell'olio del trasformatore dall'estremità inferiore del tubo, facendo circolare automaticamente il flusso dell'olio per raffreddare efficacemente il nucleo e l'avvolgimento del trasformatore.
Il sistema di autoraffreddamento immerso in olio ha una struttura semplice e un'elevata affidabilità ed è ampiamente utilizzato nei trasformatori con una capacità inferiore a 10.000 kVA.
Percorso del flusso dell'olio del trasformatore autoraffreddante immerso in olio
1 serbatoio del carburante; 2 nuclei e avvolgimenti in ferro; 3 tubi di dissipazione del calore
2. Raffreddato ad aria immerso nell'olio
Sistema di raffreddamento raffreddato ad aria a bagno d'olio, noto anche come sistema di raffreddamento a circolazione naturale dell'olio o raffreddato ad aria forzata. Installa da una a più ventole accanto a ciascun radiatore nel serbatoio dell'olio del trasformatore, trasformando la convezione naturale dell'aria in convezione forzata per migliorare la capacità di dissipazione del calore del radiatore. Rispetto ai sistemi di autoraffreddamento, può migliorare l'efficienza di raffreddamento dal 150% al 200%, che equivale ad un aumento dal 20% al 40% della capacità di uscita del trasformatore.
Quando il carico è piccolo, la ventola può essere arrestata e il trasformatore può funzionare in modalità di autoraffreddamento. Quando il carico supera un valore specificato, ad esempio il 70% del carico nominale, la ventola può essere messa automaticamente in funzione. Questo metodo di raffreddamento è ampiamente utilizzato nei trasformatori di media capacità superiore a 10.000 kVA.
3. Circolazione forzata dell'olio raffreddata ad aria
Il sistema di raffreddamento raffreddato ad aria a circolazione forzata dell'olio viene utilizzato per trasformatori di grande capacità. Questo sistema di raffreddamento si basa su un sistema raffreddato ad aria immerso nell'olio, con una pompa dell'olio sommergibile installata sulla tubazione di collegamento tra l'involucro principale del serbatoio del carburante e il radiatore (noto anche come radiatore) con una ventola. Quando la pompa dell'olio è in funzione, forza l'aspirazione dell'olio nel serbatoio nel radiatore dall'alto, quindi entra nel serbatoio dal fondo del trasformatore, ottenendo una circolazione forzata dell'olio. L'effetto di raffreddamento è legato alla velocità di circolazione dell'olio.
4. Raffreddamento ad acqua a circolazione forzata dell'olio
Il sistema di raffreddamento dell'acqua a circolazione forzata dell'olio è costituito da pompe dell'olio sommergibili, radiatori dell'olio, oleodotti, condutture dell'acqua di raffreddamento, ecc. Durante il funzionamento, l'olio nella parte superiore del trasformatore viene aspirato dalla pompa dell'olio e pressurizzato, forzando l'olio passare attraverso il radiatore dell'olio. L'acqua di raffreddamento viene utilizzata per raffreddare l'olio. Pertanto, in questo sistema di raffreddamento, il calore del nucleo di ferro e dell'avvolgimento viene prima trasferito all'olio, quindi il calore dell'olio viene trasferito all'acqua di raffreddamento. Questo metodo di raffreddamento ha un buon effetto, ma i requisiti di tenuta del trasformatore sono molto elevati e la pressione dell'olio durante il processo di raffreddamento deve essere superiore alla pressione dell'acqua di raffreddamento.