三相パッドマウント型変圧器の冷却方法にはどのようなものがありますか？

ちょっと、そこ！三相パッドマウント変圧器のサプライヤーとして、私はこれらの変圧器の冷却方法についてよく質問を受けます。そこで、このトピックに関する洞察を共有するためにブログ投稿を書こうと思いました。

まず、三相パッド実装変圧器にとって冷却がなぜそれほど重要なのかを理解しましょう。これらの変圧器は熱心に働き、電気エネルギーをある電圧レベルから別の電圧レベルに変換します。このプロセス中に熱が発生します。熱が適切に管理されないと、効率の低下、寿命の短縮、さらには潜在的な故障につながる可能性があります。

1. 油浸冷却

三相パッド搭載変圧器の最も一般的な冷却方法の 1 つは油浸冷却です。この方法では、トランスのコアと巻線を特殊な絶縁油に浸します。

オイルはさまざまな目的に役立ちます。まず、優れた絶縁体であり、変圧器のさまざまな部分間の電気的破壊を防ぎます。第二に、熱伝達特性が優れています。変圧器が発熱すると、オイルが熱を吸収します。加熱された油は変圧器タンクの上部に上昇します。

油浸冷却システムには主に 2 つのタイプがあります。

ａ．自然油循環（ONAN）

ONANシステムではオイルは自然循環します。熱によりオイルが膨張して上昇し、タンクの底から冷却されたオイルが移動して置き換えられます。この自然対流プロセスは、コアと巻線から変圧器タンクの外面に熱を伝達するのに役立ちます。タンクは通常、周囲の空気への熱放散を改善するために表面積を増やすフィンを備えて設計されています。

b.強制オイル循環 (OFAF)

大型の変圧器や重負荷で動作する変圧器の場合は、強制油循環が使用されます。 OFAF システムでは、オイルをより迅速に循環させるためにポンプが使用されます。オイルは外部ラジエーターを通って汲み上げられ、そこで熱が空気に伝達されます。冷却プロセスを強化するために、ラジエーターに空気を吹き付けるためにファンがよく使用されます。この方法は、ONAN と比較してはるかに高い熱負荷を処理できます。

2.空冷

空冷は、特に小型のユニットや要求の少ないアプリケーションの場合、三相パッド搭載変圧器のもう 1 つのオプションです。

ａ．自然空冷 (AN)

自然空冷では、変圧器からの熱は対流を通じて周囲の空気に直接放散されます。変圧器は、空気との接触を増やすために、多くの場合フィンを備えた大きな表面積を持つように設計されています。変圧器の周囲の空気が加熱されると上昇し、代わりに冷たい空気が流入します。この自然な空気の動きは熱を運び去るのに役立ちます。

b.強制空冷（AF）

強制空冷では、ファンを使用して変圧器に空気を吹き付けます。ファンは変圧器の周囲の空気の流れを増やし、熱伝達プロセスを強化します。この方法は、特に電力定格が高い変圧器の場合、自然空冷よりも効果的な冷却を提供できます。最適なパフォーマンスを実現するために、他の冷却方法と組み合わせて使用​​されることがよくあります。

3. 水冷

水冷は、より高度で効率的な冷却方法であり、通常、高出力の三相パッドに取り付けられた変圧器に使用されます。

水冷システムでは、水を冷却剤として使用します。水は変圧器内のパイプまたはチャネルを通って循環し、コアと巻線から熱を吸収します。次に、加熱された水は外部の熱交換器にポンプで送られ、そこで熱が空気または別の冷却媒体に伝達されます。

水冷にはいくつかの利点があります。水は比熱容量が大きいため、温度を大幅に上昇させることなく大量の熱を吸収できます。これにより、空気またはオイルベースのシステムと比較して、より効率的な冷却が可能になります。ただし、水冷システムはより複雑で、設置と保守に費用がかかります。

4. ハイブリッド冷却システム

最良の結果を得るために、さまざまな冷却方法を組み合わせて使用​​することがあります。たとえば、変圧器ではベース冷却に油浸冷却を使用し、ピーク負荷時の追加の熱放散のために強制空冷または強制水冷を追加する場合があります。

ハイブリッド冷却システムは、さまざまな動作条件に柔軟に対応できます。また、負荷と環境条件に応じて最適な冷却方法を使用できるため、冷却ソリューションの費用対効果の最適化にも役立ちます。

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変圧器の購入に興味がある場合、または冷却方法や当社の製品についてご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様のニーズに合わせた完璧なソリューションを見つけるお手伝いをいたします。

参考文献

• 電力変圧器工学、J. Lewis Blackburn 著
• 変圧器の設計原則: コアへの応用 - 電源変圧器の形成、ジョン G. カートリー ジュニア著