Entendendo o óleo - Métodos de resfriamento de transformadores imersos: de Onan para ODWF

Jul 15, 2025

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O sistema de resfriamento do transformador de energia consiste em duas partes: o sistema de resfriamento interno, que dissipa o calor gerado pelos enrolamentos e núcleo no meio isolante; O sistema de resfriamento externo, que garante que o calor no meio seja dissipado fora do transformador. Dependendo da capacidade nominal do transformador, do tipo de meio isolante e do método de circulação, o transformador adota diferentes métodos de resfriamento. The most commonly used cooling methods in oil-immersed transformers include: oil-immersed self-cooling (ONAN), oil-immersed air cooling (ONAF), Oil Forced Air Forced (OFAF), forced oil circulation water cooling (OFWF), oil directed circulation air cooling (ODAF), and oil Circulação direcionada resfriamento de água (ODWF).

De acordo com as especificações de "IEC 60076 - 2: regulamentos de aumento de temperatura para o óleo -} transformadores de energia imersos", "IEEE C57.12.00: requisitos gerais para o líquido - distribuição, potência e tensão -}}} Os métodos de resfriamento do petróleo - Transformadores imersos são representados por códigos de quatro letras, e sua composição e significado são os seguintes:

A primeira letra representa o meio de resfriamento interno em contato com o enrolamento:
O	Óleo mineral ou líquido isolante sintético com um ponto de inflamação não superior a 300 graus;
K	Líquido isolante com um ponto de inflamação superior a 300 graus, óleo de éster sintético, óleo de éster natural, etc.
L	Sf₆ ou outros líquidos e gases, não comumente usados, principalmente em ambientes específicos

A segunda letra indica o modo de circulação do meio de resfriamento interno:
N	O fluxo de óleo através do equipamento de resfriamento e o enrolamento é uma circulação de convecção térmica natural.
F	O fluxo de óleo no equipamento de resfriamento é uma circulação forçada e o fluxo de óleo através do enrolamento é uma circulação de convecção térmica.
D	O fluxo de óleo no equipamento de resfriamento é uma circulação forçada.

A terceira letra indica o meio de resfriamento externo:
A	Ar
W	Água

A quarta letra indica o modo de circulação do meio de resfriamento externo:
N	Convecção natural;
F	Circulação forçada (ventilador, bomba, etc.)

O óleo - imerso - sistema de resfriamento não possui equipamentos de refrigeração especiais. O óleo circula naturalmente no transformador. O calor gerado pelo núcleo e o enrolamento é transferido para a parede ou radiador do tanque de óleo pela convecção do óleo. O óleo do transformador dentro do tanque do transformador é aquecido pelo corpo do transformador e a densidade é reduzida. O fluxo de óleo sobe dentro do tanque e o calor é transferido através do dispositivo de dissipação de calor ou da parede do tanque. A temperatura cai, a densidade aumenta e o fluxo de óleo do transformador cai no dispositivo de dissipação de calor ou no tanque e, em seguida, é aquecido pelo corpo novamente, e o ciclo continua. A circulação de óleo é conduzida inteiramente pela flutuabilidade natural resultante da temperatura - diferenças de densidade induzidas. O óleo -} imerso - sistema de resfriamento tem uma estrutura simples e alta confiabilidade e é amplamente utilizado em transformadores com capacidade inferior a 10.000kva.

No óleo do transformador - imerso. Do ponto C ao ponto D, o óleo é resfriado e desce, e o óleo que flui do ponto D entra no tanque, e então o óleo entra no enrolamento no ponto A.

Óleo - ar imerso - sistema de resfriamento, também conhecido como circulação natural de óleo e ar forçado - sistema de resfriamento. O óleo circula naturalmente no tanque de óleo. Um ou mais ventiladores são instalados ao lado de cada radiador do tanque de óleo do transformador para mudar a convecção natural do ar em convecção forçada para melhorar a capacidade de dissipação de calor do radiador.

Este método melhora a eficiência do resfriamento em 150 a 200% em comparação com o ONAN. Como resultado, a capacidade de carga do transformador pode ser aumentada em 20 a 40%. Quando a carga é pequena, o ventilador pode ser interrompido para fazer o transformador funcionar em um modo de resfriamento auto --. Quando a carga excede um determinado valor especificado, como 70% da carga nominal, o ventilador pode ser automaticamente colocado em operação. Este método de resfriamento é amplamente utilizado em transformadores de capacidade média - acima de 10.000kvA.

O sistema de resfriamento de ar de circulação de óleo forçado é usado para transformadores de capacidade --. Este sistema de resfriamento é baseado no óleo -} sistema de resfriamento de ar imerso, e uma bomba de óleo submersível é instalada no tubo de conexão entre a concha principal do tanque de óleo e o radiador com um ventilador (também chamado de refrigerador). Quando a bomba de óleo está funcionando, o óleo no tanque de óleo é forçado a ser sugado para o radiador de cima e entra no tanque de óleo do fundo do transformador para obter a circulação de óleo forçada. O efeito de resfriamento está relacionado à velocidade de circulação do óleo. Conforme mostrado na figura, a estrutura de resfriamento do sistema de resfriamento de ar de circulação de óleo forçada usada em grandes transformadores.

O resfriamento de água da circulação de óleo forçado é um sistema que circula o óleo do transformador através de uma bomba de óleo e usa um refrigerador de água (como um trocador de calor de placa ou casca e tubo) para resfriamento. O óleo quente do transformador flui através do refrigerador sob a ação da bomba de óleo, troca calor com a água de resfriamento e retorna ao transformador para completar o processo de resfriamento. O OFWF possui um sistema de resfriamento de água de eficiência alta - e uma pegada pequena, e é frequentemente usada em plantas hidrelétricas, subestações subterrâneas ou locais com espaço limitado.

O resfriamento de ar de circulação direcionado a óleo é um método de resfriamento eficiente que usa uma bomba de óleo para forçar o óleo isolante através dos pontos quentes no enrolamento (como o canal de óleo entre as bobinas) e troca aquece com o ar através do ar - resfriador. Este método combina o design do canal de óleo guiado com o fluxo de ar forçado para melhorar a uniformidade e a eficiência do resfriamento. O fluxo de óleo foi projetado para ser direcional através das principais partes do enrolamento e o controle térmico é mais preciso.

O resfriamento de água de circulação direcionado a óleo é um sistema de resfriamento final - alto que combina a tecnologia de fluxo de óleo guiado com um sistema de troca de calor resfriado. O fluxo de óleo é controlado pela estrutura da guia de fluxo dentro do transformador para passar através da área de carga de calor alta e o calor é rapidamente retirado pelo refrigerador de água do lado de fora. É adequado para sistemas de transformadores com requisitos de resfriamento extremamente altos. O caminho do fluxo de óleo é controlado e o resfriamento é uniforme. É usado principalmente na etapa de grandes usinas de energia - UP Transformers, transformadores principais da grade de energia e outras ocasiões com requisitos de estabilidade térmica extremamente altos.