Miks vajab „õlitu“ kuivtüüpi transformaator siiski ventilatsiooniventilaatoreid?

Miks vajab „õlitu“ kuivtüüpi Transformator Siiski ventilaatorjahutust?

Avaldanud: Shanghai Angeda

Sissejuhatus: küsimus, mida iga ostja esitab

Kui te näete kuivtüüpi transformaatorit esimest korda, siis üks asi tõmbab tähelepanu: õlitank puudub. Puuduvad ka õlitaseme näitaja, konserver, radiatorid ja tihendused, mis on kalduvad läbi lekima. Seega on loomulik järeldus: „see transformaator ei vaja üldse jahutust.“ Siis vaatate alust – ja seal ongi: rida ventilaatoreid, mis on kinnitatud mähiste all.

Küsimus järgneb kohe: Sa ütlesid just, et see on õlitu. Miks siis on vajalikud ventilaatorid?

See on üks levinumaid küsimusi kuivtüüpi transformaatorite ostmisel – ja väga hea küsimus. lühike vastus on see, et "õlitu" kirjeldab transformaatori isoleerimise ja jahutamise viisi, mitte seda, kas see soojuse teeb või mitte. Iga transformaator teeb töö ajal soojust ja seda soojust tuleb pidevalt eemaldada. Õliga täidetud ühikus kandub soojus ära õliga. Kuivtüüpi ühikus teeb seda õhk – mõnikord loomulikult, mõnikord ventilaatorite abil.

Selles artiklis selgitame selle vastuse füüsikat, miks ventilaatorid ei ole vastuolus ja mida täpselt tähendavad märgistusplaatidel olevad tähted "AN/AF" teie projektile.

Ventilaatorid keermestike all: AF süsteem on osa transformaatorist ise.

Osa 1: Transformaator ei ole kunagi 100% tõhus

Ükski masin ei teisenda kogu saadud energiat kasulikuks tööks, ja transformaator pole erand. Kuigi hästi projekteeritud jaotustransformaator on väga tõhus — tavaliselt üle 98% nimivõimsusel — muutub ka väike kaotusprotsent soojuseks. Kahe mehhanismi domineerib:

Südamiku kaotus (raudkaotus). Igal korral, kui südamikus magnetvälja suund pöördub, kaotatakse väike kogus energiat — terase histereesis ja südamikumaterjalisse tekitatud vooluringide tõttu. See kaotus on püsiv: see esineb juba hetkel, mil transformaator sisse lülitatakse, isegi koormata olekus.

Vaskkaotus (koormuskaotus). Mähised omavad takistust ja nendest läbivate voolude tõttu tekib soojus vastavalt I²R seosele. Oluline on ruut: kui koormusvool kahekordistub, siis neljakordistub vaskkaotus. Koormuskaotus kasvab kiiresti, kui transformaator töötab raskemalt.

Mõlemad ei ole puudused. Need on elektromagnetilise teisenduse vältimatu füüsika. Selle tagajärjeks on see, et transformaator toodab alati soojust ja see soojus peab kuhugi minema – vastasel juhul tõuseb temperatuur seni, kuni isolatsioon kahjustub.

Osa 2: Soojus on isolatsiooni vaenlane

Transformaatori eluiga on praktiliselt võetud sama, mis selle isolatsiooni eluiga. Isolatsioonisüsteem mähistes vananeb aeglaselt ja temperatuur on üksainus suurim tegur, mis määrab, kui kiiresti see vananeb.

Iga isoleerimissüsteemil on soojusklass – maksimaalne kuumakohta temperatuur, millel ta pidevalt vastu peab. F-klassi isoleerimist, mida tavaliselt kasutatakse kuivtüüpi transformaatorites, on märgitud kuumakohta temperatuuriks 155 °C; H-klassi puhul 180 °C. Nende piiride ületamisel vananeb isoleerimine oluliselt kiiremini. Üldreeglina kahekordistub isoleerimise vananemiskiirus iga 8–10 °C pikaajaliselt üle märgistatud väärtuse tõusva temperatuuri korral. Lihtsas keeles: transformaator, mis töötab liialt kaua liiga kuumana, võib kaotada kümnemete design-eluea.

Siin on just see koht, kus kuivtüüpi transformaatori „kuiv“ osa teenib tunnustust. Vakuumis valatud epoksiühendus kaitseb mähiseid niiskuse, tolmu, soola ja keemiliste ainete eest ning on ise kustuv – see on tõeline tuleohutuselisus õliga võrreldes. Kuid siin on oluline punkt: ühendus kaitseb isoleerimist keskkonna eest; see ei eemalda soojust. Soojusenergia tuleb siiski eemaldada keermestest läbi jahtumiskanalad keerdude vahel ning viia välja ümbritsevasse õhku.

Kapseldatud ja ise kustuv — kuid siiski toodab soojust, millel tuleb mingil moel kohata.

Osa 3: AN — loomulik õhujahutus ja koha, kus see saavutab oma piiri

Lihtsaim viis soojust eemaldada on tegemata midagi: lasta transformaatori ümber olev õhk soojeneda, tõusma ja asenduda allpool oleva külmema õhuga. See on loomulik konvektsioon ja see on "AN" AN/AF-s Õhk loomulikult .

AN-jahutus on elegantne, sest tal puuduvad liikuvad osad: mitte ühtegi ventilaatorit, mitte ühtegi põrkepiiri, mitte ühtegi mootorit — midagi, mis kuluneks või läheks katki. Väikese koormusega rakendustes ja paigaldustes, kus vaikus on kriitiline, on ainult AN-iga transformaator õige valik. Kuid loomulik konvektsioon on pehme. Soojust, mille ta suudab eemaldada, sõltub temperatuurierinevusest ja õhuliikumisest, ning see ei ole piisav kõrgelt pidevalt koormatud tööks.

Seetõttu on enamikul kuivtüübilistel transformaatoritel nimisildil kaks võimsusväärtust – AN ja AF. AN-väärtus on pidev koormus, mille transformaator suudab taluda ainult loomuliku konvektsiooni abil. See on ettevaatlik, "alati ohutu" väärtus – ja paljude ostjate jaoks ei ole see piisav.

Osa 4: AF – mida ventilaatorid tegelikult teevad

Lahenduseks on õhule energiat lisada. Just seda teeb jahtutusventilaator: pöörlevad tiivad kiirendavad õhku, luues rõhkude erinevuse, mis põhjustab pidevat, suunatud õhuvoolu läbi jahtutuskanalite spiraalide vahel.

Kuivtüübilistes transformaatorites kasutatakse kahte ventilaatoritüüpi. Ristvoolu (tangentiaalsed) ventilaatorid – pikad silindrilised impellorid, mis puhuvad ühtlaselt õhukihist spiraali komplekti täispikkuses – on laialdaselt levinud GFDD-tüüpi ventilaatorisarjas, mis asub spiraalide all või kõrval. Telgventilaatorid , mis on paigaldatud alusse, puhuvad õhku ülespoole vertikaalsete jahtutuskanalite kaudu.

Mõju ei ole peenike. Sunnitud õhuvool eemaldab soojuse kuumalt pinnalt palju kiiremini kui loomulik konvektsioon, sest see asendab pidevalt sooja õhukihist külmema õhuga. Tulemus: ventilaatorite töötamisel saab transformaator taluda oluliselt suuremat pidevat koormust, säilitades mähiste kuumaima koha temperatuuri turvaliselt oma isoleerimisklassi piires. See on „AF“ – Õhku sunnitud – märgistus nimetasemel.

Ventilaator ise: ristvoolu impeller, mis on disainitud liigutama suurt õhukogust ühtlaselt läbi mähiste.

Osas 5: AN ja AF koos töötamine – automaatne juhtluslüüs

Huvitav on see, et AN ja AF ei ole kaks erinevat toodet – nad on ühe ja sama transformaatori kaks töörežiimi, mida lülitab automaatselt üle temperatuuri juhtsüsteem.

Põhja paigutatud keerdumistes on temperatuurisensorid (tavaliselt PT100 takistussensorid). Keerdumiste temperatuuri regulaator loeb neid pidevalt. Väikese koormuse korral jääb temperatuur madalaks ja ventilaatorid ei tööta – transformaator töötab vaigult AN-režiimis. Koormuse tõusmisel ja keerdumiste temperatuuri ületades seadistatud läve käivitab regulaator ventilaatorid; õhuvool suureneb ja temperatuur hoitakse all. Koormuse vähenemisel ja temperatuuri langemisel uuesti läve alla peatuvad ventilaatorid.

See kinnine süsteem pakub kasutajale parima mõlema maailma: vaikse ja vähe hooldust vajava käitumise AN-režiimis osakoormusel ning kõrgema pideva võimsuse AF-režiimis täpselt siis, kui seda vajatakse. See selgitab ka ventilaatorite ridade paiknemist spiraalide all artikli alguses olevas pildis: need on AF-süsteem, mis on paigaldatud ja juhtmetatud transformaatori lahutamatu osana ning valmis regulaatori poolt igal hetkel sisse lülitamiseks.

Ventilaatorid hooldusasendis: paigaldatud spiraalide alusse, ühendatud transformaatori automaatse temperatuurikontrolli ahelaga.

Märkus hooldusplaneerijatele: ventilaatorid on enamikes kuivtüüpi transformaatorites ainukesed liikuvad osad. Neil on põhjapinnad ja mootorid, millele tuleb lõpuks tähelepanu pöörata. Pidevaks kasutamiseks mõeldud paigaldustes on tavapärane hoida varuventilaatoreid ja koostada lihtne kontrollgraafik – ja head transformaatorite tarnijad projekteerivad ventilaatorite kinnituse nii, et ühikut saab vahetada ilma transformaatori pikemaks välja lülitamiseks.

Osas 6: Mida see tähendab teile ostjana

AN/AF-süsteemi mõistmine muudab seda, kuidas te kalkulatsiooni loete ja kuidas te transformaatorit täpsustate:

Loe mõlemat nimivõimsust.

• Transformaatorit tavaliselt kalkuleeritakse tema AN/AF nimivõimsuste paari järgi (näiteks AN/AF 800/1000 kVA). Veendu, et võrdled nimivõimsust, mis vastab sinu tegelikule koormusrežiimile. Kui sinu koormusprofiil sisaldab lühikesi kõrgkiirusi, võib AF-nimivõimsus neid katte ilma suurema seadme ostmiseta.

Kontrolli juhtsüsteemi.

• Kinnitage, et seade on varustatud keermestemperatuuri regulaatoriga ja et ventilaatorite lülitumispiirid on teie ümbritsevate tingimustega sobivalt seatud.

Arvestage keskkonnatingimustega.

• Mõlemad võimsusandmed eeldavad viitereferents-keskkonna temperatuuri ja kõrgust; kuumad ruumid ja kõrgasendil asuvad objektid vähendavad transformaatori võimsust ning ventilaatorid töötavad raskemalt. Võimsuse vähendamise reeglid peaksid olema tootja tehnilises dokumentatsioonis esitatud.

Planeerige ventilaatoreid.

• Need on ainsad kuluelemendid. Eelarveerige varuventilaatorite ja perioodiliste kontrollide jaoks – see on väike hind võrreldes sellega paindlikkusega, mille AF-võimsusandmed pakuvad.

Pea meeles "kuiva" eeliseid.

• Ventilaator ei muuda kuivatüüpi seadme väärtuspakkumist: ei ole õli, mis võib lekida, ei ole õli, mida tuleb proovida ja filtreerida, ei ole õlist põlenguohtu, kompaktne paigutus ja lihtsam siseinstallatsioon. Ventilaator eemaldab lihtsalt soojust, mida tavapärasel üksikul oleks eemaldanud õli.

Järeldus: õliteta ei tähenda soojuseteta

Ilmselgelt vastuoluline olukord laheneb selgelt, kui eraldada kaks mõistet. „Õliteta“ kirjeldab isoleerimis- ja jahutuskeskkonda: epoksi, õhk ja tuleohutus asemel õli. „Ventilaatorid“ kirjeldavad jahutusviisi: aktiivne õhuvool asemel passiivset konvektsiooni. Üks ei tühistanud teist – nad töötavad koos.

Kuivtüübilise transformaatori all olevad ventilaatorid ei näita, et konstruktsioon on puudulik, ega ole ka valikuline lisaseade. Nad on mehhanism, mis muudab vaikse ja tagasihoidliku AN-masina paindlikuks AN/AF-masinaks, mis suudab kanda rasket koormust, kui see on vajalik, ja töötada vaigult, kui see on võimalik. Selle mõistmine eristab transformaatori valikut nimisildjalt ja füüsikaliste omaduste järgi – ja just füüsika hoiab teie paigaldust külmana ning pikkade aegade jooksul töös.

Soovituslik SEO meta

Meta Tiitel:

• Miks vajab „õliteta“ kuivtüübilise transformaatori siiski ventilaatorijahutust? | Shanghai Angeda

Meta kirjeldus:

• Kuivtüüpi transformaatorid ei sisalda õli – siis miks on neil ikka jahutusventilaatorid? Füüsika AN/AF-jahutuse, soojuse ja isoleerimise eluiga kohta, selgitatud B2B-ostjatele.

Võtmesõnad:

• kuivtüüpi transformaator, valatud põhjaga transformaator, AF-jahutusventilaator, AN/AF-märgistus, transformaatori jahutus, ristvoolu ventilaator, mähise temperatuur, Shanghai Angeda