Quali sono i tipi di raffreddamento nei trasformatori?

Questo post presenta Quali sono i tipi di raffreddamento nei trasformatori?, Quali sono i tipi di raffreddamento per i trasformatori trifase?, Come raffreddare un trasformatore?

Quali sono i tipi di raffreddamento nei trasformatori?

I trasformatori di raffreddamento sono fondamentali per garantire un funzionamento efficiente e longevità dissipando il calore generato durante il loro funzionamento. Esistono diversi tipi di metodi di raffreddamento utilizzati nei trasformatori, tra cui:

Raffreddamento ad aria naturale (AN o ONAN): questa è la forma più semplice di raffreddamento in cui l’aria è il mezzo principale di raffreddamento. Viene utilizzato nei piccoli trasformatori dove la convezione naturale è sufficiente per dissipare il calore. L’aria circola attorno al trasformatore, assorbendo calore e portandolo via.

Raffreddamento ad aria forzata (AF o ONAF): questo metodo utilizza i ventilatori per soffiare aria sulla superficie del trasformatore per migliorare il raffreddamento. Viene utilizzato nei trasformatori di medie dimensioni dove il raffreddamento ad aria naturale è insufficiente.

Quali sono i tipi di raffreddamento per i trasformatori trifase?

Oil Natural Air Natural (ONAN): In questo metodo, l’olio del trasformatore assorbe il calore dagli avvolgimenti e lo dissipa naturalmente nell’aria attraverso la superficie del trasformatore. Questo metodo è adatto per trasformatori il cui carico non supera la capacità nominale.

Oil Natural Air Forced (ONAF): simile a ONAN, ma con ventole aggiuntive per forzare l’aria sulle superfici dei dissipatori del trasformatore, migliorando così la dissipazione del calore e aumentando la capacità di carico.

Acqua forzata a olio naturale (ONWF): qui l’olio del trasformatore circola naturalmente per trasferire il calore, che viene poi dissipato da un sistema di raffreddamento ad acqua. Questo metodo viene utilizzato nei trasformatori di grandi dimensioni dove il raffreddamento ad aria sarebbe insufficiente.

Come raffreddare un trasformatore?

Oil Forced Air (OFAF): le pompe vengono utilizzate per far circolare l’olio e le ventole spingono l’aria attraverso i radiatori. Questo metodo viene utilizzato per trasformatori di grandi dimensioni che richiedono una capacità di raffreddamento significativa.

Oil Forced Water Forced (OFWF): olio e acqua vengono fatti circolare utilizzando pompe per fornire un raffreddamento efficiente. Questo metodo viene utilizzato in trasformatori molto grandi e in ambienti in cui il raffreddamento ad aria non è fattibile.

Per i trasformatori trifase, i metodi di raffreddamento sono simili a quelli utilizzati nei trasformatori monofase, ma adattati per adattarsi alle loro dimensioni maggiori e alla maggiore potenza termica:

Oil Natural Air Natural (ONAN): l’olio circola naturalmente nella vasca del trasformatore, dissipando il calore nell’aria. Questo è adatto per piccoli trasformatori trifase.

Oil Natural Air Forced (ONAF): le ventole forzano l’aria sui radiatori del trasformatore, fornendo ulteriore capacità di raffreddamento. Questo metodo viene utilizzato nei trasformatori di dimensioni medio-grandi.

Oil Forced Air (OFAF): le pompe fanno circolare l’olio attraverso il trasformatore e i ventilatori vengono utilizzati per forzare l’aria sui radiatori. Questo metodo viene utilizzato per trasformatori di grande capacità.

Oil Forced Water Forced (OFWF): olio e acqua circolano utilizzando pompe. Il raffreddamento ad acqua viene utilizzato quando il raffreddamento ad aria è insufficiente, rendendo questo metodo ideale per trasformatori trifase molto grandi.

Raffreddare efficacemente un trasformatore implica scegliere il metodo giusto in base alle sue dimensioni, al carico e all’ambiente operativo. Per i trasformatori di piccole dimensioni può essere sufficiente il raffreddamento naturale ad aria o ad olio. Per i trasformatori più grandi sono spesso necessari sistemi di raffreddamento ad aria forzata o ad acqua. Nei trasformatori riempiti d’olio, l’olio circola naturalmente o attraverso pompe per assorbire il calore dagli avvolgimenti e trasferirlo ai radiatori o ai refrigeratori dove viene dissipato dall’aria o dall’acqua. L’installazione di ventole o ventilatori può migliorare la circolazione dell’aria attorno al trasformatore, migliorando così la dissipazione del calore. Per i trasformatori a secco, è possibile aggiungere ventilatori esterni per aumentare il flusso d’aria attorno alle bobine. Inoltre, è essenziale mantenere un’adeguata ventilazione nella sala del trasformatore per garantire un’efficace dissipazione del calore.

Le torri di raffreddamento vengono utilizzate per rimuovere il calore in eccesso dall’acqua nei processi industriali e sono classificate in diversi tipi in base alla progettazione e al funzionamento:

Torri di raffreddamento a tiraggio naturale: si basano sulla convezione naturale per far circolare l’aria attraverso la torre. Sono generalmente utilizzati nelle centrali elettriche e nelle industrie con elevato carico termico.

Torri di raffreddamento a tiraggio meccanico: i ventilatori vengono utilizzati per far circolare l’aria attraverso la torre. Sono poi divisi in:

Torri a tiraggio indotto: l’aria viene aspirata attraverso la torre da una ventola posta nella parte superiore, garantendo un raffreddamento efficiente.

Torri a tiraggio forzato: i ventilatori alla base spingono l’aria attraverso la torre, adatta per piccole applicazioni.

Torri di raffreddamento a flusso incrociato: l’acqua scorre verticalmente mentre l’aria si muove orizzontalmente attraverso il flusso d’acqua, garantendo un efficiente scambio di calore. Queste torri sono note per la loro facile manutenzione.

Torri di raffreddamento in controcorrente: l’aria scorre verticalmente verso l’alto contro il flusso dell’acqua verso il basso. Questo design fornisce una migliore efficienza termica ma richiede ventole più potenti.

Torri di raffreddamento iperboliche: un tipo di torre a tiraggio naturale con una caratteristica forma iperbolica, comunemente utilizzata nelle centrali elettriche su larga scala per la loro grande capacità di raffreddamento ed efficienza.

I trasformatori a secco vengono raffreddati utilizzando l’aria come fluido di raffreddamento primario. I metodi più comuni per il raffreddamento dei trasformatori a secco includono:

Raffreddamento ad aria naturale (AN o ANAN): il design del trasformatore consente alle correnti di convezione naturale di fluire attraverso e attorno agli avvolgimenti, portando via il calore. Questo metodo è adatto per trasformatori più piccoli e per quelli che funzionano con carichi inferiori.

Raffreddamento ad aria forzata (AF): ventilatori o soffianti vengono utilizzati per forzare l’aria sulle superfici del trasformatore, migliorando così la dissipazione del calore. Questo metodo aumenta la capacità di carico e l’efficienza dei trasformatori a secco.

Design ventilato: l’involucro del trasformatore è progettato con prese d’aria che consentono all’aria di circolare liberamente, favorendo la convezione naturale.

Dissipatori e alette: a volte vengono aggiunti all’alloggiamento del trasformatore per aumentare la superficie disponibile per la dissipazione del calore, migliorando così l’efficienza del raffreddamento.

La scelta del metodo di raffreddamento dipende dalle dimensioni, dalla posizione e dai requisiti applicativi del trasformatore. Una corretta installazione e manutenzione sono essenziali per garantire un raffreddamento efficiente e un funzionamento affidabile dei trasformatori a secco.

Ci auguriamo che questa guida su Quali sono i tipi di raffreddamento nei trasformatori? ti sia stata utile.