油入変圧器は、配電システムにおいて重要な役割を果たします。小規模な配電網から大規模なコンビナートまで、さまざまな用途に幅広く使用されています。これらの変圧器の信頼性と効率的な動作を確保するための重要な側面の 1 つは、効果的な冷却方法です。このブログでは、油入電源変圧器のサプライヤーとして、油入電源変圧器のさまざまな冷却方法について詳しく説明します。
油入変圧器の基礎
冷却方法について説明する前に、油入電源変圧器の基本的な動作原理を理解することが重要です。これらの変圧器は、絶縁媒体と冷却剤の両方としてオイルを使用します。オイルは、変圧器のコアと巻線によって発生した熱を外部環境に伝達するのに役立ちます。熱は変圧器の電気損失、主に巻線の銅損とコアの鉄損によって発生します。
自然冷却 (ONAN - オイル ナチュラル エアー ナチュラル)
油入変圧器の最も単純かつ基本的な冷却方式は ONAN 方式です。この方法では、熱伝達は自然に起こります。変圧器内の高温の油は密度が低いため上昇し、変圧器タンクの上部に向かって移動します。上部に到達すると、熱がタンクの壁に伝わり、その熱が周囲の空気に放射されます。冷却されたオイルはタンクの底に沈み、自然対流サイクルが発生します。
この冷却方法は、定格電力が比較的低い小型から中型の変圧器に適しています。信頼性が高く、メンテナンスも最小限で済みます。ただし、冷却能力には限界があり、大型の変圧器や高負荷で動作する変圧器には不十分な場合があります。たとえば、私たちの単相および三相電柱設置型配電変圧器ONAN 冷却方式は通常、電力要件が比較的低い配電ネットワークで使用されるため、多くの場合使用されます。
強制空冷 (ONAF - オイル自然空冷)
油入電源変圧器の冷却能力を高めるために、ONAF 方式がよく採用されます。オイルの自然対流に加えて、変圧器のラジエーターまたは冷却フィンに空気を吹き付けるためにファンが使用されます。ファンはタンク壁から周囲の空気への熱伝達率を高め、冷却効率を高めます。
ONAF 方式は中型から大型の変圧器に適しています。これにより、変圧器は ONAN 方式と比較してより高い負荷を処理できるようになります。空気流量を増やすことで熱放散率が大幅に向上し、変圧器の温度を安全な動作範囲内に保つことができます。私たちの3150 - 20000kVA/35kV 油入変圧器多くの場合、重負荷時の効率的な動作を確保するために ONAF 冷却方式が使用されます。
強制油冷および強制空冷 (OFAF - 油強制空冷)
非常に大型の電源トランスの場合は、OAFAF 冷却方式が一般的に使用されます。この方法では、オイルと空気の両方が強制的に熱伝達プロセスを強化します。ポンプは変圧器の巻線とコアにオイルを循環させるために使用され、ファンはラジエーターに空気を吹き込むために使用されます。
オイルの強制循環により、変圧器の高温部分からラジエーターに熱が素早く伝達されます。次に、ファンはラジエーターから周囲の空気に熱を取り除きます。この方法は高い冷却能力を提供し、電力定格が非常に高い変圧器に適しています。これにより、変圧器は過熱することなく、長期間にわたって全負荷で動作することができます。
強制油水冷 (OFWF - 強制水冷)
場合によっては、特に大規模な産業用途や発電所では、OFWF 冷却方式が採用されます。この方法では、二次冷却材として水を使用します。熱い油は熱交換器を通って循環し、そこで熱を水に伝えます。次に、水は冷却塔または他の冷却システムを通してポンプで送られ、熱が放散されます。
OFWF 方式は非常に高い冷却能力を提供し、非常に高い電力要件を必要とする変圧器に適しています。ただし、より複雑な冷却システムと追加のメンテナンスが必要になります。スペースが限られている場合や、高い冷却効率が必要な場合によく使用されます。
密閉型油入変圧器
私たちの50～2500kVA/20(10)kV 低損失油入変圧器（密閉油入変圧器）密閉構造で設計されています。このタイプの変圧器には、湿気や酸素の侵入を防ぐ密閉タンクがあり、油と絶縁体の寿命を延ばすのに役立ちます。上記の冷却方法は、シールの完全性を確保するために適切な設計を考慮すれば、密閉シールされた変圧器にも適用できます。
適切な冷却の重要性
オイル充填電源変圧器の信頼性が高く効率的な動作には、適切な冷却が不可欠です。過熱は絶縁体の劣化を加速させ、効率を低下させ、さらには変圧器の早期故障につながる可能性があります。適切な冷却方法を使用することで、変圧器は最適な温度で動作することができ、耐用年数が延びるだけでなく、故障のリスクやメンテナンスコストも削減されます。
結論
結論として、油入電源変圧器にはいくつかの冷却方法があり、それぞれに独自の利点と用途があります。油入電源変圧器のサプライヤーとして、当社は変圧器の定格電力、用途、動作環境に基づいて適切な冷却方法を選択することの重要性を理解しています。小型変圧器用のシンプルなONAN方式でも、大型電源変圧器用のより複雑なOFWF方式でも、当社はお客様のニーズを満たす適切なソリューションを提供できます。
当社の油入変圧器にご興味がございましたら、また冷却方法についてご質問がございましたら、お気軽にご相談・ご購入ください。当社はお客様に高品質の製品と優れたサービスを提供することに尽力しています。
参考文献
- 変電所エンジニアリング、第 3 版、Turan Gonen 著
- 『Power System Analysis and Design』第 5 版、J. Duncan Glover、Mulukutla S. Sarma、Thomas J. Overbye 著