高压变频器三种冷却方案比较

500KV，1000MVA大容量主变压器冷却方式选择【摘要】本文对500KV，1000MVA大容量主变压器冷却方式进行了技术经济比较，从设备制造水平、运行情况、生产业绩、占地面积、技术经济等方面对主变压器采用自然油循环风冷（ONAF）及强迫油循环油风冷（OFAF/ODAF）方式进行主变冷却方式的选择分析和探讨。

【关键词】变电站设计、大容量变压器、冷却方式1、前言主变压器冷却方式通常主要有强油导向风冷（ODAF）、强油风冷（OFAF）、自然油循环风冷（ONAF）及全自冷(ONAN)四种方式。

对于1000MVA大容量三相一体变压器全自冷(ONAN)方式，当变压器负荷大于70％时，无法实现，因此不考虑采用该冷却方式。

国内变压器行业技术实力较强的制造企业有保定天威变压器有限公司、特变电工沈阳变压器有限公司、西安西电变压器有限公司、常州东芝变压器有限公司、重庆ABB变压器有限公司等。

他们生产的变压器技术性能指标目前已达到国际先进水平，性能可靠、节能环保。

因此，在这主要对上述国内主要变压器制造公司的主变压器冷却方式进行分析探讨。

2、主变压器冷却方式比较2.1 主变压器冷却方式概述强迫油循环油风冷方式分为强油导向风冷（ODAF）冷却方式及强油风冷（OFAF）方式。

强油导向风冷（ODAF）冷却方式，通过冷却器潜油泵驱动经过冷却的变压器油进入变压器油箱后，再经过密封的导油设施将油导入器身下部（绕组下方），再通过器身的内部结构将油分配导入到各绕组中。

变压器线圈及铁心中热油上升后经过油箱上部的导油管进入油箱外部的冷却系统形成循环冷却。

强油风冷（OFAF）方式，通过冷却器油泵驱动经过冷却的变压器油进入变压器箱体底部。

再通过器身的内部结构将底部温度底的油分配导入到各绕组中。

变压器线圈及铁心中热油上升后经过油箱上部的导油管进入油箱外部的冷却系统形成循环冷却。

自然油循环风冷（ONAF）方式，即由变压器线圈及铁心中热油上升，油箱壁上或散热器中冷油下降而形成循环冷却，通过配以片式散热器与相应的吹风装置进一步加强散热能力予以实现。

变压器冷却方式变压器是电力系统中必不可少的设备之一，它起着将电力转换为适合传输和分配的电压的作用。

在运行过程中，变压器会产生大量的热量，如果不进行有效的散热，会导致设备过热、损坏甚至起火。

因此，选择合适的冷却方式对于变压器的正常运行至关重要。

本文将针对常见的变压器冷却方式进行讨论。

1. 自然风冷却自然风冷却是最常见也是最简单的一种冷却方式。

变压器通常安装在通风良好的地方，通过自然对流的方式进行散热。

变压器外壳设计有许多散热片，利用空气流动在散热片间产生对流热交换，将变压器内部产生的热量散发到空气中。

这种方式适用于小型变压器或者运行负载较小的情况。

2. 强制风冷却强制风冷却是在自然风冷却的基础上增加了风扇系统，通过强制对流来加速热量的散发。

一般情况下，变压器内部设置有风扇，它们可以通过空气对流将热量迅速从变压器内部带走。

这种冷却方式适用于中小型变压器，特别是在环境温度较高或变压器运行负荷较大的情况下，可以提高冷却效果，防止设备过热。

3. 油冷却油冷却方式是将变压器内部的绕组和铁芯完全浸泡在冷却油中，通过油的循环流动来吸收和散发热量。

这种方式具有较高的冷却效果，可以适应大功率变压器的散热需求。

冷却油通常是绝缘的，除了具有冷却功能之外，还能提高绝缘性能，保护变压器的安全运行。

4. 水冷却水冷却方式是采用水作为冷却介质，通过水的流动来带走变压器产生的热量。

水冷却方式具有较高的散热能力，可以适应大功率和超高压变压器的需求。

相比于油冷却方式，水冷却方式更加环保，可以实现循环利用。

但是水冷却系统的设计和维护成本较高，需要考虑到水的供应和排放问题。

5. 油-水混合冷却油-水混合冷却是将油冷却和水冷却两种方式相结合的一种冷却方式。

它的原理是通过冷却油和冷却水的热交换来实现散热效果。

在设计中，通常将油和水分别流过变压器内部的不同部位，以达到最佳的冷却效果。

这种冷却方式相对于单独采用油冷却或水冷却，能够提供更高的散热能力。

高压变频器的通风与散热设计摘要：在石油、化工、电力、煤矿等工业生产领域对变频器的可靠性要求极高。

影响变频器可靠性的因素很多，通风散热是重要因素之一。

因此，解决好变频器设计过程中的散热与通风是一个至关重要的环节。

散热能力决定变频器的输出电流能力，从而影响输出转距能力，为此就要优化散热与通风方案，进行合理设计，实现设备的高效散热，这对提高设备的可靠性是很重要的。

高压变频器工作时的热量主要来源于隔离变压器、电抗器、功率单元和控制系统等，其中功率器件、功率单元及功率柜的散热与通风设计最为重要。

关键词：高压变频器；散热与通风；设计一、功率单元散热功率单元中的元器件主要包括整流二极管、IBGT模块、电容、快速熔断器、母线开关器件驱动电路以及其它一些保护电路等。

除二极管整流模块与IGBT模块外，其余元器件由于在功率单元中通过支架等方式安装，在保证足够的空间距离与必要轻微空气的对流的条件下，已能满足其散热要求。

因此功率单元的散热设计主要考虑二极管整流模块与IGBT模块的散热要求即可。

功率器件的损耗功率所产生的温升需由散热器来降低，通过散热器增加功率器件的导热和辐射面积、扩张热流以及缓冲导热过渡过程，直接传导或借助于导热介质将热量传递到冷却介质中，如空气、水或水的混合液等。

目前在高压变频器中主要用到的冷却方式为强制空气冷却、循环水冷却和热管散热器冷却。

由于空气冷却比较简单，不存在热管散热的复杂性及水冷的凝露问题，所以在通常情况下大多都会首先选择空气冷却。

空气冷却用的散热器通常是一块带有很多叶片的良导热体,散热器热阻估算公式如下：式中：k为散热器热导率；d和A分别为散热器的厚度和面积，分别以cm和cm2表示;C为一个与散热器表面和安装角度有关的修正因子。

此式在空气温度不超过45℃时成立，通常利用式（1）估算散热器的散热能力。

二、散热器的选择及注意事项功率器件是大多数电子设备中的关键器件，其工作状态直接影响到整机的可靠性及稳定性。

变压器的冷却方式有几种？各种冷却方式的特点是什么？
电力变压器常用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。

油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。

而油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却。

加装风冷后可使变压器的容量增加30%～35%。

强迫油循环冷却方式，又分强油风冷和强油水冷两种。

它是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。

油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风或循环水作冷却介质，把热量带走。

这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加容量30%。

第 1 页
本文部分内容来自互联网，不为其真实性及所产生的后果负责，如有异议请联系我们及时删除。