Způsoby chlazení olejových výkonových transformátorů lze rozdělit do několika typů podle jejich kapacity: olejové samochlazení, olejové ponorné vzduchem chlazené, nucená cirkulace oleje vzduchem chlazené, nucená cirkulace oleje vodou chlazené atd. Specifická metoda je podrobně vysvětleno Qizheng Electric:
1. Samochladicí typ ponořený do oleje
Samochladicí systém ponořený do oleje nemá speciální chladicí zařízení. Olej přirozeně cirkuluje uvnitř transformátoru a teplo vyzařované železným jádrem a vinutím je přenášeno do stěny olejové nádrže nebo chladiče konvekcí oleje. Podle velikosti kapacity transformátoru jej lze rozdělit do tří různých struktur:
1) Hladká stěna krabice. Transformátory s velmi malými kapacitami přebírají tuto konstrukci, kde je plášť svařen ocelovými plechy a stěny jsou zcela hladké;
2) Stěna skříně typu žebrového typu pro odvod tepla. Navařením některých žeber pro odvod tepla na hladké stěně krabice se zvětší oblast kontaktu se vzduchem, takže je vhodná pro transformátory s mírně větší kapacitou
3) Chlazení pomocí tepelných trubic nebo radiátorů. U transformátorů s větší kapacitou je za účelem zvětšení chladicí plochy olejové nádrže instalováno několik radiátorů mimo nádrž. Radiátory jsou soustavou trubek pro odvod tepla s horním a spodním sběračem, které jsou připojeny k olejové nádrži přes příruby a jsou odnímatelnými součástmi.
Při chodu transformátoru se olej v nádrži zahřívá vlivem ohřevu železného jádra a vinutí. Horký olej stoupá do horní části nádrže a poté vstupuje do potrubí pro odvod tepla horním vstupem potrubí pro odvod tepla. Vnější povrch trubky pro odvod tepla přichází do kontaktu s vnějším studeným vzduchem a ochlazuje olej. Studený olej klesá dovnitř trubice pro odvod tepla a proudí do spodní části nádrže transformátorového oleje ze spodního konce trubky, přičemž automaticky cirkuluje tok oleje pro účinné chlazení jádra transformátoru a vinutí.
Samochladicí systém ponořený do oleje má jednoduchou konstrukci a vysokou spolehlivost a je široce používán v transformátorech s kapacitou menší než 10 000 kVA.
Trasa průtoku oleje samochladícího transformátoru ponořeného do oleje
1 palivová nádrž; 2 železná jádra a vinutí; 3 trubky pro odvod tepla
2. Olej ponořený vzduchem chlazený
Vzduchem chlazený chladicí systém ponořený do oleje, známý také jako olejová přirozená cirkulace nebo nucený vzduchem chlazený chladicí systém. Instaluje jeden až několik ventilátorů vedle každého radiátoru v nádrži transformátorového oleje, čímž mění přirozenou konvekci vzduchu na nucenou, aby se zvýšila kapacita rozptylu tepla radiátoru. Ve srovnání se systémy s vlastním chlazením může zlepšit účinnost chlazení o 150 % až 200 %, což odpovídá zvýšení výstupní kapacity transformátoru o 20 % až 40 %.
Když je zatížení malé, ventilátor může být zastaven a transformátor může pracovat v režimu samochlazení. Když zatížení překročí stanovenou hodnotu, např. 70 % jmenovitého zatížení, lze ventilátor automaticky uvést do provozu. Tato metoda chlazení je široce používána ve středně kapacitních transformátorech nad 10 000 kVA.
3. Nucená cirkulace oleje chlazená vzduchem
Vzduchem chlazený chladicí systém s nuceným oběhem oleje se používá u velkokapacitních transformátorů. Tento chladicí systém je založen na oleji ponořeném vzduchem chlazeném systému s ponorným olejovým čerpadlem nainstalovaným na spojovacím potrubí mezi hlavním pláštěm palivové nádrže a chladičem (také známým jako chladič) s ventilátorem. Když olejové čerpadlo běží, nutí olej v nádrži nasávat shora do chladiče a poté vstupuje do nádrže zespodu transformátoru, čímž se dosahuje nucené cirkulace oleje. Chladicí účinek souvisí s rychlostí cirkulace oleje.
4. Vodní chlazení s nuceným oběhem oleje
Systém chlazení vody s nuceným oběhem oleje se skládá z ponorných olejových čerpadel, olejových chladičů, ropovodů, potrubí chladící vody atd. Během provozu je olej v horní části transformátoru nasáván olejovým čerpadlem a stlačován, čímž se olej vytlačuje aby prošel chladičem oleje. K chlazení oleje se používá chladicí voda. Proto se v tomto chladicím systému teplo ze železného jádra a vinutí nejprve přenese do oleje a teplo z oleje se pak přenese do chladicí vody. Tento způsob chlazení má dobrý účinek, ale požadavky na těsnění transformátoru jsou velmi vysoké a tlak oleje během procesu chlazení musí být vyšší než tlak chladicí vody.