Классификация системы охлаждения трансформатора — ONAN, ONAF, OFAF, ODAF по IEC 60076-2

Руководство об указателе температуры масла и обмотки (OTI/WTI) вскользь упоминает, что силовой трансформатор может иметь "охлаждение ONAN или ONAF", не разъясняя сам четырёхбуквенный код. Это руководство рассматривает данный код: систему классификации, стандартизированную IEC 60076-2, которая однозначно определяет систему охлаждения масляного трансформатора, и почему трансформатор часто имеет несколько ступеней охлаждения, каждая из которых допускает свою номинальную мощность.

Четырёхбуквенный код

IEC 60076-2 присваивает каждой системе охлаждения четырёхбуквенный код, состоящий из двух пар:

Код, например ONAN, означает: масло (O) циркулирует внутренне за счёт естественного термосифонного действия (N), охлаждается воздухом (A), который конвектирует естественно (N) — простейшая и наиболее распространённая конфигурация без вентиляторов и насосов, применяемая для распределительных трансформаторов и трансформаторов меньшей мощности.

Несколько ступеней охлаждения: та же мощность при меньших затратах

Значительная часть силовых трансформаторов на подстанциях среднего и крупного масштаба оснащена более чем одной ступенью охлаждения, которые включаются последовательно по мере роста нагрузки и температуры масла. Распространённой комбинацией является ONAN/ONAF: при меньшей нагрузке трансформатор работает полностью пассивно на естественной конвекции (ONAN), а как только температура обмотки превышает установленный порог, охлаждающие вентиляторы включаются автоматически, и трансформатор переходит на принудительное воздушное охлаждение (ONAF) — что допускает более высокую номинальную мощность при том же повышении температуры. Крупные силовые трансформаторы также используют OFAF (принудительная циркуляция масла через насосы, принудительное воздушное охлаждение вентиляторами) и ODAF (направленная циркуляция масла, протекающего непосредственно вдоль обмоток, принудительное воздушное охлаждение), каждая из которых допускает соответственно более высокую номинальную мощность, чем предыдущая ступень.

Заводская табличка такого трансформатора поэтому часто указывает несколько значений мощности рядом, например "40/53/67 МВА ONAN/ONAF1/ONAF2", где каждое значение мощности соответствует своей ступени охлаждения.

Почему это важно для OTI/WTI

Охлаждающие вентиляторы и насосы более высоких ступеней охлаждения на практике часто автоматически управляются тем же указателем температуры масла и обмотки (OTI/WTI), который также обеспечивает контакты сигнализации и отключения (см. руководство об OTI/WTI): порог температуры, включающий следующую ступень охлаждения, обычно устанавливается ниже порога сигнализации, который, в свою очередь, ниже порога отключения. Отказ ступени охлаждения — например, неисправный двигатель вентилятора у трансформатора ONAN/ONAF — ограничивает максимально допустимую мощность мощностью более низкой, всё ещё работающей ступени, даже если сам OTI/WTI ещё не сообщает о температурной сигнализации.

Практическая значимость

При оценке силового трансформатора важно распознавать код охлаждения на заводской табличке и проверять, действительно ли функционируют все перечисленные ступени охлаждения: трансформатор, обозначенный как ONAN/ONAF/ONAF, но с выведенной из эксплуатации группой вентиляторов, может быть структурно перегружен, если эксплуатация по-прежнему исходит из полной, указанной номинальной мощности.

Частые ошибки

1. Путать код охлаждения с показателем производительности или качества — код описывает исключительно принцип охлаждения, а не надёжность или качество конструкции трансформатора.
2. Предполагать, что наивысшая мощность на заводской табличке всегда доступна — эта мощность действует только тогда, когда соответствующая, наивысшая ступень охлаждения действительно работает.
3. Забывать, что отказавшая ступень охлаждения снижает допустимую мощность без автоматического срабатывания температурной сигнализации на OTI/WTI, пока нагрузка снижена до уровня более низкой ступени.
4. Путать позиции букв — первые две буквы всегда описывают внутреннюю (масляную) систему, последние две — всегда внешнюю (охлаждающую) среду; перестановка приводит к неверной интерпретации конфигурации охлаждения.

Связанные материалы

• Указатель температуры масла и обмотки (OTI/WTI) силового трансформатора
• Дифференциальная защита трансформатора (87T)
• Дифференциальная защита шин (87B)