कूलिंग पावर ट्रांसफार्मर के लिए सामान्य तरीके मुख्य रूप से उनकी क्षमता और परिचालन स्थितियों से निर्धारित होते हैं। यहाँ सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले शीतलन तरीके हैं:
1. प्राकृतिक हवा कूलिंग (ए)
सिद्धांत: गर्मी को फैलाने के लिए हवा के प्राकृतिक संवहन पर निर्भर करता है। ट्रांसफार्मर के बाहरी आवरण ने रेडिएटर्स या तेल ट्यूबों को फिन दिया है जो आसपास की हवा के साथ गर्मी विनिमय के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाते हैं।
आवेदन: कम-वोल्टेज वितरण प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले छोटे से मध्यम आकार के ट्रांसफार्मर (आमतौर पर 5 एमवीए से नीचे), जैसे कि पोल-माउंटेड या पैड-माउंटेड ट्रांसफार्मर।
लाभ: सरल संरचना, कम लागत, और कोई अतिरिक्त शीतलन उपकरण नहीं।
नुकसान: सीमित गर्मी अपव्यय क्षमता; उच्च-शक्ति ट्रांसफार्मर के लिए अनुपयुक्त।
2. मजबूर वायु शीतलन (वायुसेना)
सिद्धांत: ट्रांसफार्मर के रेडिएटर या तेल ट्यूबों पर हवा को उड़ाने के लिए प्रशंसकों (अक्षीय या रेडियल) का उपयोग करता है, संवहन गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाता है। यह प्राकृतिक हवा के शीतलन की तुलना में कूलिंग दक्षता में काफी सुधार करता है।
आवेदन: बिजली वितरण या औद्योगिक सेटिंग्स में बड़े ट्रांसफार्मर (~ 50 एमवीए तक)। अक्सर एक अधिभार क्षमता सुविधा के रूप में उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, ट्रांसफॉर्मर उच्च भार पर अस्थायी रूप से काम कर सकते हैं जब प्रशंसकों को सक्रिय किया जाता है)।
लाभ: प्राकृतिक वायु शीतलन की तुलना में उच्च गर्मी अपव्यय क्षमता; तरल-आधारित विधियों की तुलना में अपेक्षाकृत कम लागत।
नुकसान: फैन मोटर्स और कंट्रोल सिस्टम की आवश्यकता है, रखरखाव की जरूरतों और ऊर्जा की खपत में वृद्धि।
3. प्राकृतिक परिसंचरण के साथ तेल विसर्जन (ONAN)
सिद्धांत: ट्रांसफॉर्मर कोर और वाइंडिंग्स को तेल में जलमग्न किया जाता है, जो घटकों से गर्मी को अवशोषित करता है। तेल स्वाभाविक रूप से (तापमान ग्रेडिएंट्स से घनत्व अंतर के कारण) बाहरी रेडिएटर्स तक घूमता है, जहां गर्मी हवा में फैल जाती है।
आवेदन: सबस्टेशनों और बिजली संयंत्रों में मध्यम से बड़े पावर ट्रांसफार्मर (आमतौर पर 10 एमवीए से 100 एमवीए)।
लाभ: कुशल गर्मी अपव्यय; तेल विद्युत इन्सुलेशन भी प्रदान करता है।
नुकसान: एक मजबूत तेल-तंग आवरण और नियमित तेल रखरखाव (जैसे, निस्पंदन, नमी नियंत्रण) की आवश्यकता है।
4. जबरन परिसंचरण के साथ तेल विसर्जन (ONAF\/ODAF)
ओनफ (तेल प्राकृतिक, हवा मजबूर):
तेल ट्रांसफार्मर के भीतर स्वाभाविक रूप से घूमता है, लेकिन प्रशंसकों का उपयोग रेडिएटर्स में तेल को ठंडा करने के लिए किया जाता है (रेडिएटर पंखों पर मजबूर हवा)।
ODAF (तेल को मजबूर किया गया, हवा मजबूर):
तेल प्रवाह को विशिष्ट पथों (जैसे, पंप) के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाने के लिए निर्देशित किया जाता है, जो रेडिएटर पर मजबूर हवा को ठंडा करने के साथ संयुक्त होता है।
आवेदन: बड़े पावर ट्रांसफार्मर (100 एमवीए और ऊपर) या उच्च-लोड वातावरण में।
लाभ: प्राकृतिक परिसंचरण की तुलना में काफी अधिक गर्मी अपव्यय क्षमता; उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए कॉम्पैक्ट डिजाइन की अनुमति देता है।
नुकसान: पंप, प्रशंसकों और नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता है; उच्च जटिलता और रखरखाव लागत।
5. वाटर कूलिंग (OFWF\/ODWF)
सिद्धांत: तेल गर्मी को अवशोषित करने के लिए ट्रांसफार्मर के माध्यम से घूमता है, फिर एक हीट एक्सचेंजर (कूलिंग कॉइल) से गुजरता है जहां इसे पानी से ठंडा किया जाता है। पानी आमतौर पर एक कूलिंग टॉवर या रेडिएटर के साथ एक बंद सर्किट का हिस्सा होता है।
आवेदन: बहुत बड़े ट्रांसफॉर्मर (जैसे, ग्रिड-कनेक्टेड ट्रांसफार्मर 500 एमवीए से अधिक) या उच्च तापमान\/उच्च-हमला करने वाले वातावरण में ट्रांसफार्मर जहां हवा कूलिंग अपर्याप्त है।
लाभ: अत्यंत कुशल गर्मी अपव्यय; पानी में हवा की तुलना में अधिक गर्मी क्षमता होती है।
नुकसान: जटिल और महंगा सेटअप; एक विश्वसनीय जल आपूर्ति और संक्षारण प्रतिरोधी घटकों की आवश्यकता है।
टिप्पणी: सामान्य मानकों में शामिल हैंOFWF (तेल मजबूर, पानी मजबूर)औरODWF (तेल को मजबूर किया गया, पानी मजबूर), तेल प्रवाह तंत्र पर निर्भर करता है।
6. गैस इन्सुलेशन और शीतलन (जैसे, SF₆)
सिद्धांत: कुछ विशेष ट्रांसफॉर्मर एक इन्सुलेटर और शीतलक दोनों के रूप में सल्फर हेक्सफ्लोराइड (SF) गैस का उपयोग करते हैं। SF, में हवा की तुलना में बेहतर गर्मी हस्तांतरण गुण हैं और गैर-ज्वलनशील है।
आवेदन: उच्च-वोल्टेज गैस-अछूता स्विचगियर (जीआईएस) या ट्रांसफार्मर सीमित स्थानों में जहां अग्नि सुरक्षा महत्वपूर्ण है।
लाभ: संक्षिप्त परिरूप; उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन और चाप-शमन गुण।
नुकसान: SF, एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है, जिसमें सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है; तेल-आधारित प्रणालियों की तुलना में अधिक लागत।
कूलिंग विधि चयन के लिए प्रमुख विचार:
ट्रांसफार्मर रेटिंग: बड़ी बिजली रेटिंग के लिए अधिक कुशल शीतलन (जैसे, मजबूर परिसंचरण या पानी कूलिंग) की आवश्यकता होती है।
पर्यावरण: परिवेश का तापमान, आर्द्रता, और एयरफ्लो उपलब्धता पसंद को प्रभावित करती है (जैसे, गर्म जलवायु में पानी ठंडा)।
सुरक्षा और रखरखाव: तेल-आधारित प्रणालियों को अग्नि रोकथाम के उपायों की आवश्यकता होती है, जबकि गैस सिस्टम को रिसाव का पता लगाने की आवश्यकता होती है।
लागत: प्रारंभिक निवेश, ऊर्जा की खपत और रखरखाव की लागत तरीकों के बीच काफी भिन्न होती है।
इन तरीकों को अक्सर अलग-अलग लोड स्थितियों के तहत प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए संयुक्त या अनुकूलित किया जा सकता है (जैसे, जबरन वायु प्रणालियों में चर-गति प्रशंसक)।
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