Hoe werkt het koelsysteem in een in olie ondergedompelde transformator eigenlijk?

Efficiënte warmteafvoer is van cruciaal belang voor de veilige en stabiele werking van elektrische apparatuur. Van de verschillende stroomdistributieoplossingen is de In olie ondergedompelde transformator blijft een van de meest gebruikte ontwerpen vanwege de uitstekende koelprestaties, betrouwbaarheid van de isolatie en lange levensduur.

Wat is een olie-ondergedompelde transformator?

Een In olie ondergedompelde transformator is een type transformator waarbij de kern en wikkelingen volledig ondergedompeld zijn in isolatieolie. Deze olie dient twee essentiële doelen:

• Elektrische isolatie tussen interne componenten
• Warmteoverdracht van de wikkelingen en kern naar de externe omgeving

Vergeleken met droge transformatoren zijn olie-ondergedompelde ontwerpen beter geschikt voor toepassingen met hoge capaciteit, hoogspanning en buitentoepassingen.

Waarom koeling cruciaal is bij transformatoren

Tijdens normaal bedrijf genereren transformatoren warmte als gevolg van:

• Kernverliezen veroorzaakt door magnetische flux
• Koperverliezen door stroom die door wikkelingen vloeit

Als deze warmte niet effectief wordt verwijderd, kan dit de veroudering van de isolatie versnellen, de efficiëntie verminderen en zelfs leiden tot uitval van apparatuur. Dit maakt het koelsysteem tot een kerncomponent van het transformatorontwerp.

Hoe het koelsysteem in een in olie ondergedompelde transformator werkt

1. Warmteopwekking in de transformator

Wanneer elektrische stroom door de wikkelingen stroomt, genereren weerstandsverliezen warmte. Tegelijkertijd veroorzaken wisselende magnetische velden in de kern hysterese en wervelstroomverliezen. Deze warmtebronnen zijn geconcentreerd in de kern en wikkelingen.

2. Warmteabsorptie door transformatorolie

De isolerende olie die de kern en wikkelingen omringt, absorbeert de warmte rechtstreeks van deze componenten. Transformatorolie heeft een uitstekende thermische geleidbaarheid en een hoge specifieke warmtecapaciteit, waardoor het ideaal is voor warmteabsorptie.

Naarmate de olie warmer wordt, neemt de dichtheid ervan af, waardoor deze op natuurlijke wijze in de tank stijgt.

3. Natuurlijke oliecirculatie (convectie)

Meest standaard In olie ondergedompelde transformator ontwerpen zijn afhankelijk van natuurlijke convectie voor koeling:

• Hete olie stijgt naar de bovenkant van de transformatortank
• Koelerolie daalt om deze te vervangen
• Deze continue circulatie voert warmte weg van kritische componenten

Dit proces vereist geen externe voeding en biedt een hoge betrouwbaarheid.

4. Warmteafvoer via radiatoren of koelribben

Zodra de hete olie het bovenste deel van de tank bereikt, wordt warmte overgedragen naar:

• Radiatorpanelen
• Koelvinnen
• Gegolfde tankwanden

Deze structuren vergroten het oppervlak, waardoor warmte via natuurlijke convectie en straling in de omringende lucht kan verdwijnen.

5. Verbeterde koelmethoden voor hogere beoordelingen

Voor transformatoren met een grotere capaciteit of een hogere capaciteit kunnen aanvullende koelmethoden worden gebruikt:

• ONAN (Olie Natuurlijk Lucht Natuurlijk)
• ONAF (Oil Natural Air Forced, met behulp van ventilatoren)
• OFAF (Oil Forced Air Forced, met behulp van oliepompen en ventilatoren)

Deze configuraties verbeteren de koelefficiëntie en zorgen ervoor dat de transformator hogere belastingen aankan.

Vergelijking koelsysteem: in olie ondergedompelde versus droge transformatoren

Voordelen van op olie gebaseerde koelsystemen

• Superieure thermische prestaties voor toepassingen met hoge belasting
• Verlengde levensduur van de isolatie vanwege stabiele bedrijfstemperaturen
• Hoge betrouwbaarheid met eenvoudige natuurlijke circulatie
• Kosteneffectief voor grootschalige energiedistributie

Veel voorkomende toepassingen

Dankzij hun effectieve koelsystemen, In olie ondergedompelde transformators worden veel gebruikt in:

• Energiecentrales
• Elektrische onderstations
• Industriële faciliteiten
• Hernieuwbare energiesystemen
• Buitendistributienetwerken

Veelgestelde vragen (FAQ)

Waarom is olie beter dan lucht voor transformatorkoeling?

Olie heeft een hoger warmteoverdrachtsvermogen dan lucht en kan rechtstreeks in contact komen met hete componenten, waardoor een snellere en uniformere warmteafvoer mogelijk is.

Koelt transformatorolie alleen, of dient het ook voor andere doeleinden?

Transformatorolie zorgt voor zowel koeling als elektrische isolatie, waardoor interne kortsluitingen en gedeeltelijke ontladingen worden voorkomen.

Is natuurlijke koeling voldoende voor alle olie-ondergedompelde transformatoren?

Natuurlijke koeling werkt goed voor kleine tot middelgrote ratings. Units met een hoge capaciteit vereisen vaak geforceerde lucht- of geforceerde oliecirculatie.

Welke invloed heeft koeling op de levensduur van een transformator?

Effectieve koeling vermindert de thermische belasting van isolatiematerialen, waardoor de levensduur van de transformator aanzienlijk wordt verlengd.

Is olie-ondergedompelde koeling veilig voor gebruik buitenshuis?

Ja. Goed afgedichte tanks, olie van hoge kwaliteit en drukontlastingssystemen maken in olie ondergedompelde transformatoren betrouwbaar en veilig voor installaties buitenshuis.

Toekomstige trends in transformatorkoeling

Moderne ontwikkelingen richten zich op:

• Milieuvriendelijke biologisch afbreekbare isolatieoliën
• Slimme temperatuurbewakingssystemen
• Verbeterd radiatorontwerp voor een hoger rendement

Deze innovaties blijven de prestaties en duurzaamheid van de In olie ondergedompelde transformator koelsysteem en voldoet tegelijkertijd aan de veranderende energiebehoefte.