Detaljno objašnjenje metoda hlađenja transformatora i principa rasipanja topline
Transformatori su poput marljive proce-oni uvijek izbacuju toplinu kad su na poslu. Ta toplina dolazi od gubitaka jezgre i otpora u njihovim namotima, a ako se predugo visi, nevolja počinje. Ulje (ili sve što radi hlađenje) zagrijava se, izolacija počinje djelovati, a životni vijek transformatora pogodio je. Dakle, rashladni sustavi? Oni su u osnovi AC za ove snage za radne konje-odbijajući toplinu kako bi sve ostalo dovoljno hladno da funkcionira. Dopustite mi da vas prođem glavnim metodama hlađenja i kako povuku ovaj trik za hlađenje.
I. Kako toplina transformatora izlazi
Toplina se ovdje kreće na tri načina, svaki radeći svoj dio:
Provod: Toplina iz jezgara i namota putuje izolacijom do zidova spremnika ili hladnjaka. To je kao kako žlica u vrućoj juhi dobiva toplo-silikonski čelik na ovome je brzina, provodeći toplinu na oko 40W/(m · k), dok je mineralno ulje više sporo u oko 0,12W/(m · k). Metal jasno pobjeđuje u utrci za toplinu.
Konvekcija: rashladna posada-ulje ili zračni cirkulate da bi napravili teško dizanje. Ponekad se sama sama, ponekad je gurnuta, ali u svakom slučaju, zgrabi toplinu s vrućih točaka i izvlači je tamo gdje može pobjeći.
Zračenje: Vruće površine pucaju toplinu u velikom na otvorenom, slijedeći Zakon Stefan-Boltzmann. U osnovi, što su topliji, to više topline eksplodiraju nalik na logorsku vatru sve veću i toplije.
Konvekcija je ovdje zvijezda, koja upravlja preko 60% topline. Zbog toga se dizajni za hlađenje odnosi na osiguravanje da je ova cirkulacija vrhunska.
Ii. Uobičajene metode hlađenja i njihove postavke
1. Prirodno hlađenje (Onan) ulje s uljem (Onan)
Mali i srednji transformatori vole ovaj. To je nisko ključ: nafta natapa toplinu iz jezgara i namota, postaje svjetlije i lebdi do vrha spremnika. Tamo baca toplinu kroz zidove spremnika i pričvršćuje radijatore, a zatim se ohladi, postane teška i tone natrag za još.
Da bi pomogao, spremnik ima dodatne radijatore-flat ili okrugle cijevi-koji toplini daju više mjesta za bijeg. Jednostavno je, lako se paziti i radi za transformatore do 6300kva. Samo pazite na gornju temp ulje, super vrućih dana, ne dopustite da pukne preko 85 stupnjeva.
2. Prisilno zračno hlađenje (OFAF) ulje s uljem (OFAF)
Ovo je onan s malo pojačanja: fanovi. Ovi ventilatori pušu zrak preko radijatora, prelazeći brzinu vjetra od lijenih 0,5 m/s do žurnog 3-5m/s. Odjednom, rashladna snaga dobiva 30-50% bolje sličnije dajući toplini brži izlaz.
Ulje se i dalje prirodno kreće; Ventilatori samo ubrzavaju koliko brzi zrak odnosi toplinu. Savršen je za transformatore između 10 i 63MVA, poput glavnih u 35kV trafostanicama. Navijači su pametni previše-oni se udaraju kada Top Oil dosegne 65 stupnjeva i zatvori se na 50 stupnjeva, štedeći energiju poput odgovornog cimera.
3. Zračno hlađenje prisilnog ulja (FOAF)
Veći Transformers-110KV i Up-potrebna je intenzivnija posada za hlađenje. Tako donose crpke za guranje ulja kroz namotane kanale na 1-2m/s, 5 do 10 puta brže nego što bi to bilo prirodno. Tada ventilatori ohlade ulje dok prolazi kroz radijatore.
Ovdje dva ključna igrača:
Potopljene pumpe: Ovi momci guraju hladno ulje u namote kako bi zgrabili toplinu, poput rakete koja traži toplinu.
Zračni hladnjaci: radijatori s ventilatorima koji prelaze zrak preko njih, hladeći vruće ulje prije nego što se vrati u spremnik.
To se hladi dvostruko kao i AFAF, tako da je to za Transformers 100mva i više. Ali te pumpe moraju ostati na svojoj igri-ako odustanu, ulje se prestaje kretati, a stvari se zagrijavaju brže od automobila ljeti.
4. Prisilno ulje za promet vodom (FOW)
Na mjestima s puno vode ili tamo gdje buka nije u zatvorenom podstanicama u obliku zraka u zraku u izmjenjivačima topline. Voda je šampion koji provodi toplinu, 25 puta bolji od zraka (0,6 W/(m · k) u odnosu na statistiku Air-a), tako da hladi ulje u tren. Grijana voda glava do rashladnih tornjeva do hlađenja, a zatim se petlja natrag.
To je 3 do 4 puta učinkovitije od zračnog hlađenja i tiho, ali vodeni sustavi su malo visoko održavanje maštovitog uređaja koji je potreban redoviti pregled. Izvrsno za 220kV+ transformatore.
5. Prirodno/zračno hlađenje suhog tipa (AN/AF)
Suhi transformatori-razmislite o epoksidnim liječenim ulje i koristite zrak. Omogućuje slobodno cirkuliranje zraka; AF dodaje ventilatore da guraju zrak kroz namote na 2-3m/s, što čini hlađenje 50% boljim.
Oni su savršeni za mjesta na kojima je vatra zabrinjavajuća uzvika, podzemne željeznice, takve stvari. Ali oni se vrte oko 20MVA. Namoti koriste tvrdu izolaciju, poput e-klase epoksida, za rukovanje toplinom.
Iii. Odabir pravo hlađenje i kako se slažu
Odaberite na temelju veličine, lokacije i koliko održavanja želite:
Manje od ili jednake 10MVA: Onan ili An su vam najbolji okladi, bez dodatne snage, poput osnovnog ventilatora.
10-100MVA: OFAF ili AF dobro funkcionira, postupajući s promjenama opterećenja bez koštanja ventilatora nalik na tonu s nekoliko dodatnih postavki.
Veći ili jednak 100MVA: FOAF ili FOW su obavezni-oni su teški dizači koji mogu podnijeti toplinu.
Škakljive mrlje: preskočite hlađenje vode u vlažnim područjima; Suhi tipovi su bolji tamo gdje su eksplozije rizik.
Učinkovito: FOW pobjeđuje (150W/L), zatim FOAF (80-120W/L), zatim onan (30-50W/L). Ali Onan je poput pouzdane stare drame bez automobila, lako se brinuti.
Iv. Ključni dizajnerski brojevi za pamćenje
Područje hlađenja: Transformatori nafte trebaju 1,5-3m² po kva. Veće jedinice su učinkovitije, potrebno je manje po kva, a radijatori su čvršće.
Brzina protoka ulja: Za prisilne sustave, 0,5-2m/s je idealno od toga i postaje bučna, poput ventilatora na maksimalnoj eksploziji.
Rast temperature: Vrste ulja mogu se nositi do 55k (prirodno) ili 60k (prisilno); Suhi namoti idu do 100k (F-klasa) ili 125k (H-klasa)-znajte svoje granice!
V. Savjeti za održavanje
Vrste ulja: Provjerite razinu ulja redoviti, čisti radijatori godišnje i testirajte ventilatore/crpke mjesečno-Keep 'Em u obliku kao da biste bili bicikl.
Suhi tipovi: puhajte prašinu namotava svaka tri mjeseca i pobrinite se da obožavatelji trče desno prasak je njihov najgori neprijatelj.
Vodeno hlađenje: Vodljivost vode za gledanje tjedno (držite je ispod 20 μs/cm), a čisti izmjenjivači topline godišnje nakupljanje je pravi buzzkill.
Zaključak
Sustavi za hlađenje su u uspostavljanju ravnoteže, što se više topline izvuče koliko se generira. Shvatite to, a vaš će transformator trčati kao san. Nova tehnologija, poput toplinskih cijevi i hlađenja uronjenja, plus pametne kontrole (obožavatelji koji se prilagođavaju na vlastite, temp provjere u stvarnom vremenu), čine ove sustave još boljim. Dobra vijest za električne mreže i užurbane gradove-svi ostaju cool, i doslovno i figurativno.