Зашто трансформатору "без уља" још увек треба хлађење?

Зашто се "без уља" суши Трансформатор Да ли вам још увек треба хлађење вентилатора?

Издавач: Шангај Ангеда

Увод: Питање које се поставља сваки купац

Када први пут видите трансформатор сувог типа, једна ствар се истиче: нема резервоара за уље. Нема нимера нивоа уља, нема конзерватора, радијатора, нема гусеница. Дакле, природан закључак је, "овој трансформатори уопште није потребно хлађење". Затим погледате основу и тамо је: низ вентилатора закрчен испод намотача.

Питање се одмах поставља: Само што си ми рекао да је без уља. Па, зашто му требају навијачи?

Ово је једно од најчешћих питања у набавци трансформатора сувог типа и веома добро. Кратки одговор је да "без уља" описује како је трансформатор изолован и хладан, а не да ли генерише топлоту. Сваки трансформатор ствара топлоту док ради, а ту топлоту мора се стално уклањати. У јединици испуњене уљем, уље односи топлоту. У сувој јединици, ваздух ради посао, понекад природно, понекад уз помоћ вентилатора.

У овом чланку објашњавамо физику која стоји иза тог одговора, зашто фан не представља контрадикцију и шта буква "АН/АФ" на табели за рејтинг заиста значи за ваш пројекат.

Вентилатори испод катуља: систем АФ је део самог трансформатора.

Део 1: Трансформатор никада није 100% ефикасан

Ниједна машина не претвара сву енергију коју прима у користан рад, а трансформатор није изузетак. Иако је добро дизајниран дистрибутивни трансформатор високо ефикасан обично далеко изнад 98% на номиналном оптерећењу мали проценат који се губи постаје топлота. Преовлађују два механизма:

Губитак гвожђа (губитак језгра). Сваки пут када се магнетно поље у језгру промени у другом правцу, изгубљена је мала количина енергије кроз хистерезу у челику и кроз вихреве струје које се индукују у материјалу језгра. Овај губитак је константан: постоји у тренутку када се трансформатор напаја, чак и без оптерећења.

Губитак бакра (губитак оптерећења). Увртања имају отпор, а струја која пролази кроз њих генерише топлоту према односу И2Р. Важан део је квадрат: удвостручити струју оптерећења, а губитак бакра у четири пута. Губитак оптерећења расте брже док трансформатор ради теже.

Ни једно од њих није дефект. Они су неизбежна физичка функција електромагнетне конверзије. Последова је да трансформатор увек производи топлоту, а та топлота мора негде да иде - иначе температура расте док изолација не буде оштећена.

Део 2: Топла је непријатељ изолације

Живот трансформатора је, у практичном смислу, живот његове изолације. Изолациони систем унутар намотања се временом разлага, а температура је највећи фактор у томе колико брзо се разлага.

Сваки изолациони систем има топлотну класу максималну температуру гореће тачке коју може континуирано толерисати. Изолација класе Ф, која је уобичајена у сувим трансформаторима, је означена за температуру гореће тачке од 155 °C; H-класа за 180 °C. изван ових граница, изолација се драматично брже старе. Као правило, за сваки 810 °C сталног повећања температуре изнад номиналне вредности, стопа старења изолације се приближно удвостручује. Једноставно речено: трансформатор који ради превише вруће дуго времена може изгубити деценије живота.

Овде заслужује признање "суви" део трансформатора сувог типа. Вакуумски лијечена епоксидна инкапсулација штити намотање од влаге, прашине, соли и хемикалија, а и самогаси се - стварна предност у погледу безбедности од пожара у односу на уље. Али, ево кључне тачке: инкапсулација штити изолацију од околине; не уклања топлоту. Топла енергија још увек мора да се однесе из намотања, кроз хладнице између намотача и у околни ваздух.

Укапсулисана и самогасива, али и даље производи топлоту која мора негде да иде.

Део 3: АН природно хлађење ваздухом и где достиже своју границу

Најједноставнији начин да се та топлота уклони је да се ништа не ради: да се ваздух око трансформатора загреје, подигне и замени хладнијим ваздухом са дна. Ово је природна конвекција, и то је "АН" у АН/АФ Аир Натурал .

ОН је елегантан јер нема кретајућих делова: нема вентилатора, лежаја, мотора ништа што би се износило или порекло. У апликацијама и инсталацијама са малим оптерећењем у којима је тишина критична, право је избор трансформатора само са АН-ом. Али природна конвекција је нежна. Количина топлоте коју може однети зависи од разлике температуре и кретања ваздуха, а није довољна да би се одржао велики континуиран оптерећење.

Због тога већина трансформатора сувог типа има две разреде на табели разреде за АН и разреде за АФ. Намењена AN је континуирано оптерећење које трансформатор може носити само користећи природну конвекцију. То је конзервативни, "увек безбедан" број и за многе купце, то није довољно.

Част 4: АФ шта навијачи заправо раде

Решење је додавање енергије ваздуху. То је управо оно што ради фан за хлађење: ротирајући лопати убрзавају ваздух, стварајући разлику у притиску која покреће континуиран, усмерени проток ваздуха кроз хладнице између катуља.

У трансформаторима сувог типа, две врсте вентилатора су уобичајене. Фанци за прекретни проток (тангенцијални) дуги цилиндрични прстени који духају равномерну плочу ваздуха преко целе ширине зглоба катуле широко се користе у серији вентилатора типа ГФДД који се налази испод или поред намотања. Аксијални вентилатори , монтиран на основи, гура ваздух горе кроз вертикалне хладнице.

Ефекат није суптилан. Присиљени проток ваздуха уклања топлоту са вруће површине много пута брже од природне конвекције, јер стално замењује топлу граничну слој ваздуха хладнијим ваздухом. Резултат: са покретним вентилаторима, трансформатор може носити знатно веће континуирано оптерећење, а температуру гореће тачке за навијање сигурно одржава у својој класи изолације. Ово је "АФ" Воздушно приморан рејтинг на табели.

Сами вентилатор: протокни прстен дизајниран да равномерно помера велику количину ваздуха кроз намоте.

Део 5: АН и АФ раде заједно аутоматска контролна петља

Занимљив део је да Н и АФ нису два различита производа, они су два режима истог трансформатора, који се аутоматски пребацују системом за контролу температуре.

Увртања су уграђена са сензорима температуре (обично PT100 сензорима отпора). Навијајући контролер температуре чита их непрестано. Под лаким оптерећењем, температура остаје ниска и вентилатори остају искључени трансформатор тихо ради у режиму АН. Када се оптерећење повећава и температура намотања прелази постављени праг, контролер покреће вентилаторе; проток ваздуха се повећава и температура се задржава ниска. Када се оптерећење смањује и температура поново падне испод прага, вентилатори се заустављају.

Ова затворена петља даје оператору најбоље од оба света: тихо, понашање ниског одржавања АН-а при делимичном оптерећењу и висок континуиран излаз АФ-а тачно када је потребно. Такође објашњава редове вентилатора испод намота на фотографији на врху овог чланка: они су систем АФ, инсталиран и жици као саставни део трансформатора, спреман да се укључи од стране контролера у сваком тренутку.

Вентилатори у послу: монтирани на основи испод намотача, повезани у аутоматску конзулу за регулисање температуре трансформатора.

Напомена за програмере одржавања: вентилатори су, у већини сувих трансформатора, једини покретни делови. Имају лежајеве и моторе који ће на крају требати да буду попраћени. У инсталацијама за континуирано радно време, резервни фан јединице и једноставан распоред инспекције су стандардна пракса и добри добављачи трансформатора дизајнирају монтажу фан тако да се јединица може заменити без дугог искључивања трансформатора.

Део 6: Шта то значи за вас као купца

Разумевање система АН/АФ мења како читате цитат и како одређујете трансформатор:

Прочитајте оба рејтинга.

• Трансформатор се често цитира по његовом паралу АН/АФ (на пример, АН/АФ 800/1000 кВА). Уверите се да је рејтинг који упоређујете онај који одговара вашем стварном циклусу рада. Ако ваш профил оптерећења има кратке високе врхове, AF рејтинг може да их покрије без куповине већег оквира.

Проверите систем за контролу.

• Потврдите да је јединица долази са контролом температуре навијања и да су прагови за прекидање вентилатора правилно постављени за ваше окружење.

Размислите о околини.

• Обе категорије претпостављају референтну температуру окружења и висину; топле собе и локације на великој висини опустивају трансформатор, а вентилатори раде више. Правила о деритацији треба да буду наведена у техничкој документацији добављача.

Планирај за навијаче.

• Они су једини потрошни део. Буџет за резервне фан јединице и периодичну инспекцију мали трошак у поређењу са флексибилношћу коју купује АФ рејтинг.

Запамтите предности суха.

• Вентилатор не мења вредност сувог типа: нема уља за цурење, нема уља за узорку и филтрирање, нема ризика од пожара од уља, компактни отпечатак и лакша инсталација у унутрашњости. Вентилатор једноставно уклања топлоту коју би у уљама уклањао у конвенционалној јединици.

Закључак: без уља не значи без топлоте

Очигледна контрадикција се јасно решава када раздвојиш две идеје. "Без уља" описује изолациону и хладно средство: епоксид, ваздух и предпадну безбедност уместо уља. "Вентилатори" описују метод хлађења: активни проток ваздуха уместо пасивне конвекције. Једно не поништава друго, они раде заједно.

Вентилатори испод трансформатора сувог типа нису знак да је дизајн неисправан, нити су додатни. Они су механизам који претвара тиху, конзервативну АН машину у флексибилну АН/АФ машину која може носити тешко оптерећење када мора и радити тихо када може. Разумевање тога је разлика између избора трансформатора по ознаци и избора по физици и физика је оно што одржава вашу инсталацију хладном и дуготрајном.

Препоручена SEO мета

Мета наслов:

• Why Does an "Oil-Free" Dry-Type Transformer Still Need Fan Cooling? | Shanghai Angeda

Мета Опис:

• Трансформатори сувог типа су без уља па зашто још увек имају фанце за хлађење? Физика хлађења, топлоте и трајања изолације АН/АФ, објашњена за купце Б2Б.

Кључне речи:

• сув трансформатор, трансформатор од ливеће смоле, Вентилатор за хлађење АФ, АН/АФ рејтинг, Хлађење трансформатора, Вентилатор за крстопроток, Температура намотања, Шангај Ангеда