Explicació detallada dels mètodes de refrigeració del transformador i dels principis de dissipació de calor
Els transformadors són com els pros treballadors, sempre trepitgen calor quan estan a la feina. Aquesta calor prové de les pèrdues del nucli i de la resistència en els seus enrotllaments i, si es penja massa temps, comença problemes. L’oli (o qualsevol cosa que faci el refredament) s’escalfa, l’aïllament comença a actuar i la vida del transformador té un èxit. Així que sistemes de refrigeració? Són bàsicament l’AC per a aquests caps de treball de potència, remant la calor per mantenir tot el que és prou fresc com per funcionar. Permeteu -me que us passegeu pels principals mètodes de refrigeració i com treuen aquest truc de refrigeració.
I. Com surt la calor del transformador
La calor es mou de tres maneres aquí, cadascun fent la seva part:
Conducció: la calor dels nuclis i enrotllaments viatja per l’aïllament fins a les parets del dipòsit o els refrigeradors. És com una cullera de sopa calenta obté acer de silici càlid és un speedster en això, realitzant calor a uns 40W/(m · k), mentre que l’oli mineral és més que un pas lent a uns 0,12W/(m · k). El metall guanya clarament la cursa de relleu de calor.
Convecció: el petroli de la tripulació de refrigeració o l’aire circula per fer l’aixecament pesat. De vegades es molesta pel seu compte, de vegades s’empeny, però de qualsevol manera, agafa la calor dels punts calents i la transporta cap a on es pot escapar.
Radiació: les superfícies calentes es disparen a la calor a l'aire lliure, seguint la llei de Stefan-Boltzmann. Bàsicament, com més calents siguin, més calor s’assemblen a una foguera més gran i més càlida.
La convecció és l'estrella aquí, que gestiona més del 60% de la calor. És per això que els dissenys de refrigeració consisteixen a assegurar-se que aquesta circulació és de primer nivell.
II. Mètodes de refrigeració habituals i les seves configuracions
1. Refredament natural immersos en oli (Onan)
Els transformadors petits a mitjans els encanten. És de tecla baixa: l’oli es remull la calor dels nuclis i enrotllaments, es fa més lleuger i flota fins a la part superior del dipòsit. Allà, es bolca la calor a través de les parets del dipòsit i s’adhereix als radiadors, després es refreda, es torna a pesar i s’enfonsa per més.
Per ajudar-lo, el dipòsit té tubs de radiadors o tubs rodons addicionals, que donen calor més llocs per escapar. És senzill, fàcil de tenir cura i funciona per als transformadors de fins a 6300kva. Només cal que estigueu atents als dies superiors de l’oli, no deixeu que s’enfonsi més de 85 graus.
2.
Això és onan amb una mica d’impuls: els fans. Aquests ventiladors bufen aire sobre els radiadors, i la velocitat del vent es des de 0,5 m/s a un ràpid 3-5m/s. De sobte, la potència de refrigeració obté un 30-50% millor, donant a la calor una sortida més ràpida.
L’oli encara es mou de manera natural; Els aficionats només s’accelereixen la velocitat que l’aire porta la calor. És perfecte per a transformadors entre 10 i 63mVA, com els principals en subestacions de 35kV. Els aficionats són més intel·ligents, quan el petroli superior arriba a 65 graus i es tanca als 50 graus, estalviant energia com un company de pis responsable.
3.
Transformers-110KV més gran i una necessitat més intensa de refrigeració. De manera que porten bombes per empènyer el petroli a través de conductes sinuosos a 1-2m/s, de 5 a 10 vegades més ràpid del que ho faria de forma natural. A continuació, els ventiladors refreden l’oli mentre es produeix en els radiadors.
Dos jugadors clau aquí:
Bombes submergides: aquests nois empenyen oli fred a bobinatges per agafar calor, com un míssil que busca calor.
Refrigeradors d’aire: radiadors amb ventiladors que exploren l’aire sobre ells, refredant l’oli calent abans que es dirigeixi cap al dipòsit.
Això es refreda dues vegades com OFAF, de manera que és per a Transformers 100mVA i UP. Però aquestes bombes han de mantenir-se en el seu joc, si deixen, el petroli deixa de moure's i les coses s'escalfen més ràpidament que un cotxe a l'estiu.
4.
A llocs amb molta aigua o on el soroll és una subestacions interiors que no és com a goig, l’aigua es fa càrrec de l’aire en els intercanviadors de calor. L’aigua és un campió que condueix la calor, 25 vegades millor que l’aire (0,6W/(M · K) contra les estadístiques d’aire), de manera que es refreda l’oli en un flaix. L’aigua escalfada es dirigeix cap a les torres de refrigeració per refredar -se i, a continuació, es torna a bloquejar.
És de 3 a 4 vegades més eficient que el refredament i la tranquil·litat de l’aire, però els sistemes d’aigua són una mica de manteniment com un aparell de luxe que necessita revisions periòdiques. Ideal per a transformadors de 220kV+.
5. Refredament natural/aire de tipus sec (AN/AF)
Transformadors secs: el casol epoxi de pensament en sec-ship-bip de l'oli i utilitzeu l'aire. A permet que l’aire circuli lliurement; AF afegeix ventiladors per empènyer l’aire per bobinatges a 2-3m/s, millorant el 50% millor.
Són perfectes per a llocs on el foc és un alçat de la preocupació, els metro, aquest tipus de coses. Però superen els 20mva. Els enrotllaments utilitzen un aïllament dur, com l’epoxi de la classe H, per manejar la calor.
Iii. Escollint el refredament adequat i com s’apilen
Trieu en funció de la mida, la ubicació i la quantitat de manteniment que vulgueu:
Menys o igual a 10MVA: Onan o An són les millors apostes simples, no es necessita potència addicional, com un ventilador bàsic.
10-100mVa: OFAF o AF funcionen bé, gestionant els canvis de càrrega sense costar un ventilador com un ton amb algunes configuracions addicionals.
Més gran o igual a 100MVA: Foaf o Fow són Musts, són els elevadors pesats que poden suportar la calor.
Tots complicats: ometeu el refredament d’aigua en zones humides; Els tipus secs són millors quan les explosions són un risc.
Eficiència en forma: Fow guanya (150W/L), després FOAF (80-120W/L), després Onan (30-50W/L). Però Onan és com un fiable drama de cotxe antic, fàcil de cuidar.
Iv. Números de disseny de claus per recordar
Àrea de refrigeració: els transformadors d’oli necessiten 1,5-3m² per KVA. Les unitats més grans són més eficients, necessitant menys per kva perquè els radiadors estan més estrets.
Velocitat de flux d’oli: per als sistemes forços, 0,5-2m/s és més ràpid que això i es fa soroll, com un ventilador a Max Blast.
Augment de la temperatura: els tipus d’oli poden gestionar fins a 55k (naturals) o 60K (forçat); Els enrotllaments secs pugen fins a 100k (classe F) o 125k (classe H): coneixeu els vostres límits!
V. Consells de manteniment
Tipus d’oli: comproveu els nivells d’oli regulars, els radiadors nets anuals i els ventiladors/bombes de prova mensuals en forma com si fossis una bicicleta.
Tipus secs: bufeu la pols de bobinatges cada tres mesos i assegureu-vos que els aficionats corren la pols a la dreta és el seu pitjor enemic.
Refredament d’aigua: vigileu setmanalment la conductivitat de l’aigua (mantingueu-la per sota de 20 μs/cm) i els intercanviadors de calor nets anuals de la acumulació és una autèntica ritme.
Conclusió
Els sistemes de refrigeració consisteixen a equilibrar-se, segur que la calor es genera com es genera. Aconsegueix -ho bé i el teu transformador funcionarà com un somni. La nova tecnologia, com les canonades de calor i el refredament d’immersió, a més dels controls intel·ligents (els aficionats que s’ajusten per si mateixos, les comprovacions temporals en temps real), estan millorant aquests sistemes. Una bona notícia per a les xarxes elèctriques i les ciutats ocupades, que es mantenen fresques, tant literalment com figurativament.