Подробное объяснение методов охлаждения трансформатора и принципов рассеяния тепла
Трансформеры похожи на трудолюбивые, они всегда вырывают жар, когда они находятся на работе. Это тепло исходит от потерь ядра и сопротивления в их обмотках, и если оно видит слишком долго, начинаются проблемы. Масло (или все, что делает охлаждение) нагревается, изоляция начинает действовать, и срок службы трансформатора получает удар. Так охлаждающие системы? Они в основном являются кондиционерами для этих силовых рабочих лошадей, которые убирают тепло, чтобы все было достаточно прохладным, чтобы функционировать. Позвольте мне провести вас через основные методы охлаждения и как они справляются с этой охлаждающей трюком.
I. Как выходит тепло трансформатора
Тепло перемещается здесь тремя способами, каждый из которых делает свою часть:
Проводимость: тепло от ядер и обмоток проходит через изоляцию стен или холодильника. Это похоже на то, как ложка в горячем супе получает теплую силиконовую сталь, в которой является спидстер, проводящий тепло при 40 Вт/(M · K), в то время как минеральное масло составляет больше медленного труба примерно в 0,12 Вт/(M · K). Металл явно выигрывает гонку с тепловой реле.
Конвекция: охлаждающий экипаж или воздухозащитный, чтобы сделать тяжелую работу. Иногда он сама по себе, иногда его толкают, но в любом случае он хватает тепло от горячих точек и отвлекает его туда, где он может убежать.
Радиация: Горячие поверхности стреляют тепло в большую природу, следуя закону Стефана-Больцманна. В основном, чем горячее они, тем больше жары они вырывают, как кост, становится больше и теплее.
Конвекция - звезда здесь, обрабатывающая более 60% тепла. Вот почему охлаждающие дизайны-это то, чтобы этот тираж был первоклассным.
II Общие методы охлаждения и их установки
1. Натуральное охлаждение с нефтью (онон)
Маленькие и средние трансформаторы любят это. Он сдержан: нефтяное тепло впитывает тепло от ядер и обмоток, становится легче и плавает на майку. Там он сбрасывает огонь через стены резервуара и прикрепленные радиаторы, затем остывает, становится тяжелым и опускается назад для большего.
Чтобы помочь, в баке есть дополнительные радиаторы-флат или круглые трубки, которые дают тепло больше мест, где можно сбежать. Это просто, легко ухаживать, и работает для трансформаторов до 6300 кВА. Просто следите за тем, как супер горячие дни, не позволяйте ему ползти более 85 градусов.
2. Принудительное воздушное охлаждение с нефтью (OFFAF)
Это Onan с небольшим повышением: фанаты. Эти вентиляторы продувают воздух над радиаторами, проталкивая скорость ветра от ленивого 0,5 м/с до оживленных 3-5 м/с. Внезапно, охлаждающая мощность становится более высокой на 30-50%, придавая жару более быстрый выход.
Масло все еще движется естественно; Вентиляторы просто ускоряют, как быстро уносит воздух. Он идеально подходит для трансформаторов между 10 и 63 мВС, как основные в подстанциях 35 кВ. Поклонники тоже умны-они наносят удар, когда верхняя нефть достигает 65 градусов и отключается на 50 градусов, экономя энергию, как ответственный сосед по комнате.
3. Принудительное воздушное охлаждение циркуляции нефти (FOAF)
Большие трансформаторы-110 кВ и более интенсивная охлаждающая команда. Таким образом, они приносят насосы, чтобы проталкивать масло через обмотки протоков со скоростью 1-2 м/с, в 5-10 раз быстрее, чем естественным образом. Затем вентиляторы охлаждают масло, когда оно простирается через радиаторы.
Два ключевых игрока здесь:
Погруженные насосы: эти ребята толкают холодное масло в обмотки, чтобы захватить огонь, как ракета для поиска тепла.
Воздушные кулеры: радиаторы с вентиляторами, которые взрывают их воздух, охлаждая горячее масло, прежде чем оно вернется в бак.
Это охлаждается вдвое больше, а также OFAF, так что это для трансформаторов 100 мВА и выше. Но эти насосы должны оставаться на своей игре-если они уходят, нефть перестает двигаться, и все нагревается быстрее, чем машина летом.
4. Охлаждение водяного охлаждения принудительного масла (FOW)
В местах с большим количеством воды или где шум-это не похожие на крытые подстанции, вода из воздуха в воздухе в теплообменниках. Вода-чемпион, проводящий тепло, в 25 раз лучше воздуха (0,6 Вт/(M · K) по сравнению с статистикой AIR), поэтому она в однозначной промывке охлаждает масло. Вода с подогревом направляется к охлаждающим башням, чтобы охладить, а затем возвращается к большему.
Он в 3-4 раза более эффективен, чем воздушный охлаждение и тихо, но системы водоснабжения немного высокой технической технической подготовки, которое требует регулярных осмотров. Отлично подходит для 220 кВ+ трансформаторы.
5. Натуральное/воздушное охлаждение сухого типа (AN/AF)
Сухие трансформаторы-точка эпоксидные эпоксидные касты-переписывайте масло и используют воздух. Let Air циркулирует свободно; AF добавляет вентиляторы, чтобы подтолкнуть воздух через обмотки со скоростью 2-3 м/с, что делает охлаждение на 50% лучше.
Они идеально подходят для мест, где огонь-это тревожные зернистые, метро, такого рода вещи. Но они достигают около 20 мВС. Обмотки используют жесткую изоляцию, такую как эпоксидную смолу H-класса, для обработки тепла.
Iii. Выбор правильного охлаждения и как они складываются
Выберите в зависимости от размера, местоположения и сколько технического обслуживания вы хотите:
Менее, чем или равна 10 МВА: Onan или An-это ваши лучшие ставки, не требующие дополнительной мощности, как базовый вентилятор.
10-100MVA: OFF или AF работают хорошо, обрабатывая изменения нагрузки, не обходившись в фанате с несколькими дополнительными настройками.
Больше или равное 100 мВА: FOAF или FOW-это необходимы-они тяжелые подъемники, которые могут обрабатывать тепло.
Хитрые пятна: пропустить водяную охлаждение во влажных областях; Сухие типы лучше, если взрывы представляют собой риск.
С точки зрения эффективности: FOW выигрывает (150 Вт/л), затем FOAF (80-120 Вт/л), затем ONAN (30-50 Вт/л). Но онн как надежная старая драма, о которой легко позаботиться.
IV Ключевые номера дизайна, чтобы помнить
Область охлаждения: масляные трансформаторы нуждаются в 1,5-3 м² на KVA. Большие единицы более эффективны, нуждающихся в меньшем количестве на KVA, потому что радиаторы упакованы плотно.
Скорость потока нефти: для принудительных систем 0,5-2 м/с идеально ли это быстрее, и она становится шумным, как вентилятор на максимальном взрыве.
Повышение температуры: типы масла могут обрабатывать до 55 тыс. (Натуральный) или 60K (принудительный); Сухие обмотки достигают 100 тыс. (F-класс) или 125K (H-класс)-Знайте свои пределы!
V. Советы по техническому обслуживанию
Типы масла: проверяйте уровни масла регулярно, ежегодно чистые радиаторы, а также тестируют вентиляторы/насосы ежемесячно-Хэмп в форме, как будто вы бы на велосипеде.
Сухие типы: выдувка от обмоток каждые три месяца, и убедитесь, что фанаты бегут правой пылью-их злейший враг.
Водяной охлаждение: еженедельно следить за проводимостью воды (держите его до 20 мкс/см), а чистые теплообменники ежегодно наращивают бродяги, настоящий гул.
Заключение
Системы охлаждения-это все о балансе, конечно, настолько тепло, как и генерируется. Получите это правильно, и ваш трансформатор будет работать как мечта. Новые технологии, такие как тепловые трубы и погружение, плюс интеллектуальные элементы управления (вентиляторы, которые корректируют свои собственные проверки температуры в реальном времени), делают эти системы еще лучше. Хорошие новости для силовых сетей и занятых городов-все остаются крутыми, как в прямом, так и в переносном смысле.