در این سیستم ، هوا به طور طبیعی با سطح خارجی رادیاتورهای در تماس است و رادیاتورها به طور طبیعی با هوا خنک می شوند . همچنین گردش روغن در ترانسفورماتور نیز به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ یعنی روغن گرم بالا می رود و روغن سرد ، جای آن را می گیرد .این نوع سیستم خنک کنندگی مختص ترانسفورماتورهای با قدرت کم است ؛ زیرا با افزایش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سیم پیچ ها زیاد می شود و روغن باید با سرعت بیشتری در تماس با هوای بیرون قرار گیرد و عمل خنک کنندگی با سرعت بیشتری انجام شود . از این نوع سیستم برای ترانسفورماتورهای قدرت تا mva 30 مورد استفاده قرار می گیرد .
سیستم onaf (روغن طبیعی – هوا اجباری) :
در این سیتم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ ولی فن های نصب شده روی بدنه رادیاتورها ، سرعت تماس هوای خارج با بدنه رادیاتور را افزایش می دهد . لذا روغن سریعتر خنک می شود و طبعاً می توان توان ترانسفورماتور را بالا برد .
دمیدن هوا توسط فن ها می تواند به طور مداوم یا با فاصله تناوبی انجام شود ؛ بدین صورت که عملکرد فن می تواند تابعی از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامی که دمای روغن از حد معینی افزایش یافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار می شوند . البته هنگامی که درجه حرارت محیط خیلی بالا باشد ، ترانسفورماتور می تواند بدون سیستم فن و با خنک شدن طبیعی ، تقریباً تا دو سوم توان نامی خود کار کند و در صورتی که بخواهیم با توان نامی کار کند ، باید فن ها شروع به کار کنند .
این نوع سیستم خنک کنندگی به طور وسیعی در ترانسفورماتورهای قدرت با توان بین 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار می گیرد .
سیستم ofaf (روغن اجباری – هوا اجباری) :
در این سیستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به کمک فن ، سرعت داده می شود تا انتقال حرارت با سرعت بیشتری انجام گیرد . فن های هوا نیز بدنه رادیاتورها را در تماس بیشتری با هوا قرار می دهند تا روغن را سریعتر خنک کنند . در این سیستم با توجه به سرعت بسیار بالای خنک کنندگی سیم پیچ ها ، می توان قدرت نامی ترانسفورماتور را به مقدار قابل توجهی افزایش داد . لازم به ذکر است که عموماً از این نوع سیستم خنک کنندگی در ترانسفورماتورهای با توان بیش از mva 60 استفاده می شود
سیستم ofwf (روغن اجباری – آب اجباری) :
در این سیستم ، ابتدا روغن توسط پمپ از بالای ترانسفورماتور وارد رادیاتور می شود تا پس از عبور از آن ، از پایین رادیاتور وارد ترانسفورماتور گردد . در رادیاتور ، آب خنک کنندگی هم در توسط پمپ در خلاف مسیر روغن در رادیاتور عبور می کند که باعث کاهش دمای روغن می شود . از این نوع سیستم در ترانسفورماتورهای با توان بیش از mva 60 مورد استفاده قرار می گیرد .
سیستم odwf (روغن اجباری در سیم پیچ و هسته – آب اجباری) :
در ترانسفورماتورهای با قدرت های بسیار بالا ، به منظور کاهش هرچه بیشتر دمای سیم پیچ ها و هسته باید روغن را توسط پمپ ها ، با فشار و جهت مناسب از قسمت تحتانی تانک ترانسفورماتور به داخل سیم پیچ ها و هسته هدایت نمود . همچنین مشابه روش قبل ، با استفاده از رادیاتور و چرخش روغن در داخل آن و به واسطه تماس غیر مستقیم با آب خنک کنندگی ، دمای روغن به مقدار مورد نظر کاهش می یابد .
اصولا در ترانسهاي قدرت در اثر القاي متقابل سيم پچها ، توليد گرما و حرارت مي شود كه بسته به بار اعمالي به ترانس اين گرما ميتواند حتي منجر به آسيب ديدن سيم پيچ ها شود . يكي از اجزاي اصلي در خنك شدن ترانس ها روغن ترانس است كه با توجه به ويسكوزيته آن و مدت زمان بهره برداري از ترانس ميتواند نقش مهمي در خنك شدن ترانس داشته باشد . در ترانسهاي با كار كرد بالا تر بدليل رسوبات روغن و ناخالصي هاي موجود در آن ميزان خنك شوندگي ترانس كمتر خواهد شد.عموما در ترانس ها با قدرت بالا ، از رادياتورها استفاده ميشود كه در ترانسهاي با قدرت 500 كيلو ولت آمپر به بالا تنها از پره هاي خنك شونده و در ترانسهاي 1000 كيلو ولت آمپر به بالا از رادياتورهايي كه روغن در آن به جريان مي افتد استفاده مي شود. در ترانسفورماتورهاي با توان بالا و ولتاژ بالا از سيستمهايي چون فن هاي كنترل شونده و پمپ ها جهت خنك كردن ترانس استفاده ميشود كه به هر يك اشاره خواهيم كرد . در ترانسهاي قدرت با توان بالا از دتكتورهاي دما استفاده ميشود تا دماي روغن و سيم پيچ ترانس را تحت مراقبت داشته باشند . ترمومترهاي روغن و سيم پيچ ، خود نيز داراي جزئيات زيادي هستند كه انشاالله در مقالات بعدي به آن مي پردازيم. اين ترمومترها سنسورهاي حرارتي دارند كه دماي ترانس را تشخيص داده و با رسيدن به نقاط بحراني فرمان به وصل مدارات خنك كننده و اگر باز هم جواب گو نباشد به رله هاي حفاظتي فرمان صادر مي كنند تا نسبت به قطع ترانس از بار اقدام شود تا از صدمات احتمالي جلوگيري بعمل آيد . ميزان دماي ترانس قدرت در ميزان جريان دهي آن موثر است يعني با زياد شدن دماي سيم پيچ ها تلفات زياد شده و از ترانس بار كمتري را ميتوان اخذ نمود . لذا سيستم خنك كنندگي ترانس در فصول گرم سال بسيار حائذ اهميت مي باشد. ظرفيتي كه براي ترانسفورماتورهاي قدرت ذكر ميشود با لحاظ در مدار بودن سيستم خنك كنندگي لحاظ مي گردد مثلا شاهديم كه بروي پلاك يك ترانس ، ظرفيت به اين شكل بيان شده است: 22500- 30000 KVA. كه با در مدار بودن سيستم خنك كنندگي حد اكثر تا 30 مگا ولت آمپر ظرفيت ترانس خواهد بود . مشاهده ميشود كه با بكار آمدن سيستم خنك كنندگي ميتوان تا 30% بيشتر از معمول از ترانس بار كشيد . سيستمهاي مختلفي در بكار گيري خنك شوندگي ترانس كاربرد دارد كه آن هم بسته به موقعيت محل نصب ترانس و ارتفاع و ميزان بار آن خواهد بود . در ترانسفورماتورهاي قدرت بايد دقت نمود كه رادياتورها بدقت نصب شده باشند و شيرهاي پروانه اي آنها هم در قسمت بالا و هم در قسمت پائين باز شده باشند و پيچ چفت كننده آنها محكم شده تا بر اثر گردش روغن و فشار روغن شير ها خود بخود بسته نشوند. عمل خنك كنندگي روغن در رادياتورها صورت مي گيرد . لذا شكل رادياتورها وترتيب آنها در ميزان خنك كنندگي موثر است . بطور معمول رادياتورها را خيلي ظخيم نمي سازند بنابراين در نصب بايد دقت نمود تا آسيب نبينند .رنگ رادياتور ها هم داراي اهميت است كه امروزه بيشتراز رنگ هاي روشن استفاده ميشود . با گرم شدن روغن و حركت آن به سمت بالاي ترانس قدرت ، روغن به رادياتورها وارد شده و پس از، از دست دادن حرارت به پائين رادياتور منتقل شده و مجدداً وارد ترانس ميشود . اين روند ادامه خواهد داشت تا دماي ترانس به حد نرمال برسد . در مواقعي بعلت بار زياد ترانسفورماتور و لزوم سريعتر خنك شدن روغن ترانس ، از پمپهاي گردش روغن استفاده ميشود كه با بكار گيري آنها روغن را وارد رادياتور كرده و سريعتر خنك ميشوند . خنك شدن رادياتورها هم ميتواند توسط گردش طبيعي هوا باشد و هم اينكه هوا را نيز به داخل رادياتورها دميده ( توسط فن ها ) تا سريعتر خنك شوند و در مواقعي هم از هر دو سيستم ( پمپ و فن ) استفاده ميشود . در ترانسهاي داخل محفظه هاي بسته ( پستهاي زير زميني ) از سيستم هاي گردش آب نيز براي خنك كردن روغن استفاده ميشود كه توسط رادياتورهاي مخصوص آب را از كنار روغن عبور داده و روغن را خنك مي كنند . نوع سيستم خنك كنندگي را بروي پلاك ترانسها ذكر ميكنند كه عموما بصورت حروف اختصاري بيان ميشود كه به آن خواهيم پرداخت : الف : سيستمONAN ( OilNatural-AirNatural) : در اين سيستم ، هوا به طور طبيعي با سطح خارجي رادياتورها بر خورد مي كند و رادياتورها به طور طبيعي با هوا خنک مي شوند. همچنين گردش روغن در ترانسفورماتور نيز به طور طبيعي صورت مي گيرد ؛ يعني روغن گرم بالا مي رود و روغن سرد ، جاي آن را مي گيرد .اين نوع سيستم خنک کنندگي مختص ترانسفورماتورهاي با قدرت کم است ؛ زيرا با افزايش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سيم پيچ ها زياد مي شود و روغن بايد با سرعت بيشتري در تماس با هواي بيرون قرار گيرد و عمل خنک کنندگي با سرعت بيشتري انجام شود . ب : سيستم ONAF( OilNatural-AirForce) : در اين سيستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبيعي صورت مي گيرد ؛ ولي فن هاي نصب شده روي بدنه رادياتورها ، سرعت تماس هواي خارج با بدنه رادياتور را افزايش مي دهد . لذا روغن سريعتر خنک مي شود و طبعاً مي توان توان ترانسفورماتور را بالا برد . دميدن هوا توسط فن ها مي تواند به طور مداوم يا با فاصله تناوبي انجام شود ؛ بدين صورت که عملکرد فن مي تواند تابعي از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامي که دماي روغن از حد معيني افزايش يافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار مي شوند . البته هنگامي که درجه حرارت محيط خيلي بالا باشد ، ترانسفورماتور مي تواند بدون سيستم فن و با خنک شدن طبيعي ، تقريباً تا دو سوم توان نامي خود کار کند و در صورتي که بخواهيم با توان نامي کار کند ، بايد فن ها شروع به کار کنند .اين نوع سيستم خنک کنندگي به طور وسيعي در ترانسفورماتورهاي قدرت با توان بين 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار مي گيرد . ج : سيستم OFAF( OilForce – AirForce ) : در اين سيستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به کمک پمپ ها ، سرعت داده مي شود تا انتقال حرارت با سرعت بيشتري انجام گيرد. فن هاي هوا نيز بدنه رادياتورها را در تماس بيشتري با هوا قرار مي دهند تا روغن را سريعتر خنک کنند. در اين سيستم با توجه به سرعت بسيار بالاي خنک کنندگي سيم پيچ ها، مي توان قدرت نامي ترانسفورماتور را به مقدار قابل توجهي افزايش داد د : سيستم OFWF ( OilForce – WaterForce) : در اين سيستم ، ابتدا روغن توسط پمپ از بالاي ترانسفورماتور وارد رادياتور مي شود تا پس از عبور از آن ، از پايين رادياتور وارد ترانسفورماتور گردد . در رادياتور ، آب خنک کنندگي هم توسط پمپ در خلاف مسير روغن در رادياتور عبور مي کند که باعث کاهش دماي روغن مي شود . ه : سيستم ODWF(OilDirected –WaterForce) : در ترانسفورماتورهاي با قدرت هاي بسيار بالا ، به منظور کاهش هرچه بيشتر دماي سيم پيچ ها و هسته بايد روغن را توسط پمپ ها ، با فشار و جهت مناسب از قسمت تحتاني تانک ترانسفورماتور به داخل سيم پيچ ها و هسته هدايت نمود . همچنين مشابه روش قبل ، با استفاده از رادياتور و چرخش روغن در داخل آن و به واسطه تماس غير مستقيم با آب خنک کنندگي ، دماي روغن به مقدار مورد نظر کاهش مي يابد كه البته از اين سيستم امروزه كمتر استفاده ميشود . اهميت سيستم خنك كنندگي همانطور كه بيان شد افزايش 20 تا 30 درصدي قدرت ترانس است كه در زمان پيك بار بسيار قابل اهميت است و از اضمحلال روغن ترانس و فرسايش آن در اثر حرارت زياد هسته و سيم پيچ جلوگيري خواهد نمود و از قطعي هاي ناخواسته و ضرر هاي مالي ناشي از قطع برق پيشگيري ميشود . نحوه تشخیص نوع سیستم خنک کننده ترانسفورماتورهای روغنی با قدرت متوسط در ترانسفورماتورهای روغنی نوع سیستم خنک کننده آنها از طریق حروف اختصاری مشخص میشود که بر روی پلاک ترانسفورماتور درج شده است مثلا ONAN ,ONAF ,OFWFو... . هر یک از حروف معرف یک قسمت از سیستم خنک کننده می باشند اما حرفی که در میان همه سیستمها مشترک می باشد حرف Oاست که معرفOilبه معنای روغن است.حرف دوم مربوط به نحوه گردش روغن است و حرفهای سوم و چهارم مربوط به هوا،آب و یا گاز با سیستم گردش آنها می باشد اما اسامی کامل حرفها و معنای آنها در جدول زیر آورده شده است:
◄ سيستمONAN (روغن طبيعي – هوا طبيعي) : در اين سيستم ، هوا به طور طبيعي با سطح خارجي رادياتورهاي در تماس است و رادياتورها به طور طبيعي با هوا خنک مي شوند. همچنين گردش روغن در ترانسفورماتور نيز به طور طبيعي صورت مي گيرد ؛ يعني روغن گرم بالا مي رود و روغن سرد ، جاي آن را مي گيرد.اين نوع سيستم خنک کنندگي مختص ترانسفورماتورهاي با قدرت کم است ؛ زيرا با افزايش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سيم پيچ ها زياد مي شود و روغن بايد با سرعت بيشتري در تماس با هواي بيرون قرار گيرد و عمل خنک کنندگي با سرعت بيشتري انجام شود. از اين نوع سيستم براي ترانسفورماتورهاي قدرت تا MVA 30 مورد استفاده قرار مي گيرد.
◄ سيستم ONAF (روغن طبيعي – هوا اجباري) : در اين سيتم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبيعي صورت مي گيرد ؛ ولي فن هاي نصب شده روي بدنه رادياتورها ، سرعت تماس هواي خارج با بدنه رادياتور را افزايش مي دهد. لذا روغن سريعتر خنک مي شود و طبعاً مي توان توان ترانسفورماتور را بالا برد. دميدن هوا توسط فن ها مي تواند به طور مداوم يا با فاصله تناوبي انجام شود ؛ بدين صورت که عملکرد فن مي تواند تابعي از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامي که دماي روغن از حد معيني افزايش يافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار مي شوند. البته هنگامي که درجه حرارت محيط خيلي بالا باشد ، ترانسفورماتور مي تواند بدون سيستم فن و با خنک شدن طبيعي ، تقريباً تا دو سوم توان نامي خود کار کند و در صورتي که بخواهيم با توان نامي کار کند ، بايد فن ها شروع به کار کنند. اين نوع سيستم خنک کنندگي به طور وسيعي در ترانسفورماتورهاي قدرت با توان بين 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار مي گيرد.
◄ سيستم OFAF (روغن اجباري – هوا اجباري) : در اين سيستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به کمک فن ، سرعت داده مي شود تا انتقال حرارت با سرعت بيشتري انجام گيرد. فن هاي هوا نيز بدنه رادياتورها را در تماس بيشتري با هوا قرار مي دهند تا روغن را سريعتر خنک کنند. در اين سيستم با توجه به سرعت بسيار بالاي خنک کنندگي سيم پيچ ها ، مي توان قدرت نامي ترانسفورماتور را به مقدار قابل توجهي افزايش داد. لازم به ذکر است که عموماً از اين نوع سيستم خنک کنندگي در ترانسفورماتورهاي با توان بيش از MVA 60 استفاده مي شود
◄ سيستم OFWF (روغن اجباري – آب اجباري) : در اين سيستم ، ابتدا روغن توسط پمپ از بالاي ترانسفورماتور وارد رادياتور مي شود تا پس از عبور از آن ، از پايين رادياتور وارد ترانسفورماتور گردد. در رادياتور ، آب خنک کنندگي هم در توسط پمپ در خلاف مسير روغن در رادياتور عبور مي کند که باعث کاهش دماي روغن مي شود. از اين نوع سيستم در ترانسفورماتورهاي با توان بيش از MVA 60 مورد استفاده قرار مي گيرد.
◄ سيستم ODWF (روغن اجباري در سيم پيچ و هسته – آب اجباري) : در ترانسفورماتورهاي با قدرت هاي بسيار بالا ، به منظور کاهش هرچه بيشتر دماي سيم پيچ ها و هسته بايد روغن را توسط پمپ ها ، با فشار و جهت مناسب از قسمت تحتاني تانک ترانسفورماتور به داخل سيم پيچ ها و هسته هدايت نمود. همچنين مشابه روش قبل ، با استفاده از رادياتور و چرخش روغن در داخل آن و به واسطه تماس غير مستقيم با آب خنک کنندگي ، دماي روغن به مقدار مورد نظر کاهش مي يابد.
