Λεπτομερής εξήγηση των μεθόδων ψύξης μετασχηματιστή και των αρχών διάχυσης θερμότητας
Οι μετασχηματιστές είναι σαν εργατικοί επαγγελματίες-είναι πάντα στροφές από τη θερμότητα όταν βρίσκονται στη δουλειά. Αυτή η θερμότητα προέρχεται από τις απώλειες πυρήνα και την αντίσταση στις περιελίξεις τους, και αν κρέμεται πολύ καιρό, αρχίζει το πρόβλημα. Το λάδι (ή ό, τι κάνει η ψύξη) θερμαίνεται, η μόνωση αρχίζει να ενεργεί και η διάρκεια ζωής του μετασχηματιστή παίρνει ένα χτύπημα. Τόσο συστήματα ψύξης; Είναι βασικά το AC για αυτά τα power workhorses-whiskishing μακριά τη θερμότητα για να κρατήσει τα πάντα αρκετά δροσερά για να λειτουργήσει. Επιτρέψτε μου να σας περπατήσω μέσα από τις κύριες μεθόδους ψύξης και πώς τραβούν αυτό το τέχνασμα ψύξης.
I. Πώς βγαίνει η θερμότητα μετασχηματιστή
Η θερμότητα κινείται γύρω με τρεις τρόπους εδώ, κάθε ένα από το μέρος του:
ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΣ: Η θερμότητα από τους πυρήνες και τις περιελίξεις ταξιδεύει μέσω μόνωσης στους τοίχους ή τους ψύκτες της δεξαμενής. Είναι σαν το πώς ένα κουτάλι σε ζεστή σούπα παίρνει ζεστό-silicon χάλυβα είναι ένα speedster σε αυτό, διεξάγοντας θερμότητα σε περίπου 40W/(m · k), ενώ το ορυκτέλαιο είναι περισσότερο από ένα αργό slowpoke σε περίπου 0,12W/(m · k). Το μέταλλο κερδίζει σαφώς τον αγώνα θερμότητας.
CONVECTION: Το πλήρωμα ψύξης ή οι αέρας αέρα για να κάνουν τη βαριά ανύψωση. Μερικές φορές moseys από μόνη της, μερικές φορές ωθείται, αλλά με κάθε τρόπο, αρπάζει τη θερμότητα από τα καυτά σημεία και το τραβάει εκεί που μπορεί να δραπετεύσει.
Ακτινοβολία: Οι θερμές επιφάνειες πυροβολούν τη θερμότητα στο μεγάλο ύπαιθρο, ακολουθώντας τον νόμο Stefan-Boltzmann. Βασικά, όσο πιο καυτά είναι, τόσο περισσότερη θερμότητα εκτοξεύουν έξω από ένα στρατόπεδο που γίνεται όλο και πιο ζεστό.
Η μεταφορά είναι το αστέρι εδώ, χειρίζοντας πάνω από το 60% της θερμότητας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα σχέδια ψύξης είναι όλα σχετικά με τη διασφάλιση ότι αυτή η κυκλοφορία είναι κορυφαία.
Ii. Οι συνήθεις μεθόδους ψύξης και οι ρυθμίσεις τους
1.
Μικρές έως μεσαίες μετασχηματιστές αγαπούν αυτό. Είναι χαμηλό κλειδί: Το πετρέλαιο απορροφά τη θερμότητα από πυρήνες και περιελίξεις, παίρνει ελαφρύτερα και επιπλέει στην κορυφή της δεξαμενής. Εκεί, απορρίπτει τη θερμότητα μέσα από τα τοιχώματα των δεξαμενών και τα προσαρτημένα καλοριφέρ, στη συνέχεια κρυώνει, παίρνει βαρύ και βυθίζεται πίσω για περισσότερα.
Για να βοηθήσει, η δεξαμενή έχει επιπλέον καλοριφέρ-φλερτ ή στρογγυλά σωλήνες-που δίνουν θερμότητα περισσότερα μέρη για να ξεφύγουν. Είναι απλό, εύκολο να φροντίσει και λειτουργεί για μετασχηματιστές μέχρι 6300kva. Απλά προσέξτε την κορυφή πετρελαϊκή θερμοκρασία σούπερ καυτές μέρες, μην το αφήσετε να σέρνει πάνω από 85 μοίρες.
2. Αναγκασμένη ψύξη αέρα με λάδι (OFAF)
Αυτό είναι Onan με λίγη ώθηση: οπαδοί. Αυτοί οι ανεμιστήρες φυσούν αέρα πάνω από τα καλοριφέρ, στροφές ταχύτητας ανέμου από ένα τεμπέλης 0,5m/s σε ένα ζωηρό 3-5m/s. Ξαφνικά, η ισχύς ψύξης παίρνει 30-50% καλύτερα, δίνοντας τη θερμότητα μια ταχύτερη έξοδο.
Το λάδι εξακολουθεί να κινείται φυσικά. Οι ανεμιστήρες επιταχύνουν πόσο γρήγορα ο αέρας μεταφέρει τη θερμότητα. Είναι ιδανικό για μετασχηματιστές μεταξύ 10 και 63MVA, όπως και οι κύριοι σε υποσταθμούς 35KV. Οι οπαδοί είναι επίσης έξυπνοι-κλωτσούν όταν το κορυφαίο πετρέλαιο χτυπά 65 μοίρες και σβήνει σε 50 βαθμούς, εξοικονομώντας ενέργεια σαν υπεύθυνος συγκάτοικος.
3. Αναγκαστική ψύξη αέρα κυκλοφορίας πετρελαίου (FOAF)
Μεγαλύτεροι μετασχηματιστές-110kv και up-χρειάζονται ένα πιο έντονο πλήρωμα ψύξης. Έτσι φέρνουν αντλίες για να ωθήσουν το λάδι μέσω αγωγών περιέλιξης σε 1-2m/s, 5 έως 10 φορές ταχύτερα από ό, τι φυσικά. Στη συνέχεια, οι ανεμιστήρες δροσίζουν το λάδι καθώς φερμουάρ μέσα από τα καλοριφέρ.
Δύο βασικοί παίκτες εδώ:
Βυθισμένες αντλίες: Αυτοί οι τύποι πιέζουν το κρύο λάδι σε περιελίξεις για να αρπάξει τη θερμότητα, όπως ένα πυραύλο που αναζητούν θερμότητα.
Ψύκτες αέρα: Κορμίτες με ανεμιστήρες που εκτοξεύουν αέρα πάνω τους, ψύξη ζεστού λάδι πριν επιστρέψει στη δεξαμενή.
Αυτό δροσίζει δύο φορές καθώς και το OFAF, οπότε είναι για τους μετασχηματιστές 100mva και πάνω. Αλλά αυτές οι αντλίες πρέπει να παραμείνουν στο παιχνίδι τους-αν σταματήσουν, οι στάσεις του πετρελαίου κινούνται και τα πράγματα θερμαίνονται γρηγορότερα από ένα αυτοκίνητο το καλοκαίρι.
4. Αναγκαστική ψύξη νερού κυκλοφορίας πετρελαίου (FOW)
Σε μέρη με άφθονο νερό ή όπου ο θόρυβος είναι ένας εσωτερικός νερό-νερό που δεν μοιάζει με πάγκους, αναλαμβάνει από τον αέρα σε εναλλάκτες θερμότητας. Το νερό είναι ένας πρωταθλητής θερμότητας, 25 φορές καλύτερος από τον αέρα (0,6W/(M · K) έναντι των στατιστικών του Air), έτσι ώστε να δροσίζει το λάδι σε ένα φλας. Το θερμαινόμενο νερό κατευθύνεται σε πύργους ψύξης για να κρυώσει, στη συνέχεια βρόχο πίσω για περισσότερα.
Είναι 3 έως 4 φορές πιο αποτελεσματικό από την ψύξη του αέρα και την ήσυχη, αλλά τα συστήματα νερού είναι λίγο υψηλής συντήρησης, όπως μια φανταχτερή συσκευή που χρειάζεται τακτικούς ελέγχους. Μεγάλη για 220kv+ μετασχηματιστές.
5. Φυσική ψύξη ξηρού τύπου (AN/AF)
Οι ξηροί μετασχηματιστές-σκέπτοντας εποξειδικά χυτά ones-skip το λάδι και χρησιμοποιούν αέρα. Ας κυκλοφορούν ελεύθερα ο αέρας. Η AF προσθέτει τους ανεμιστήρες να ωθήσουν αέρα μέσα από τις περιελίξεις στα 2-3m/s, καθιστώντας την ψύξη 50% καλύτερη.
Αυτά είναι ιδανικά για μέρη όπου η πυρκαγιά είναι μια ανησυχεί-υψηλό, υπόγειες διαδρομές, τέτοια πράγματα. Αλλά ξεπερνούν περίπου 20mva. Οι περιελίξεις χρησιμοποιούν σκληρή μόνωση, όπως εποξική κατηγορία Η, για να χειριστούν τη θερμότητα.
Iii. Επιλέγοντας τη σωστή ψύξη και πώς στοιβάζονται
Επιλέξτε με βάση το μέγεθος, την τοποθεσία και πόση συντήρηση θέλετε:
Λιγότερο από ή ίσο με 10MVA: Onan ή AN είναι τα καλύτερα στοιχήματα σας-απότομο, δεν απαιτείται επιπλέον δύναμη, όπως ένας βασικός ανεμιστήρας.
10-100MVA: OFAF ή AF λειτουργούν καλά, χειρίζοντας αλλαγές φορτίου χωρίς να κοστίζουν έναν ανεμιστήρα που μοιάζει με τόνο με μερικές επιπλέον ρυθμίσεις.
Μεγαλύτερο ή ίσο με 100mva: foaf ή fow είναι musts-είναι οι βαρύ ανυψωτές που μπορούν να χειριστούν τη θερμότητα.
Σκληρά σημεία: Παραλείψτε την ψύξη νερού σε υγρές περιοχές. Οι ξηροί τύποι είναι καλύτεροι όταν οι εκρήξεις αποτελούν κίνδυνο.
Αποδοτικότητα: Η FOW κερδίζει (150W/L), στη συνέχεια FOAF (80-120W/L), στη συνέχεια Onan (30-50W/L). Αλλά ο Onan είναι ένα αξιόπιστο παλιό δράμα αυτοκινήτων-όχι, εύκολο στη φροντίδα.
Iv. Αριθμοί σχεδιασμού κλειδιών που πρέπει να θυμάστε
Περιοχή ψύξης: Οι μετασχηματιστές λαδιού χρειάζονται 1,5-3m² ανά KVA. Οι μεγαλύτερες μονάδες είναι πιο αποτελεσματικές, που χρειάζονται λιγότερα ανά KVA, τα θερμαντικά σώματα είναι γεμάτα πιο σφιχτά.
Ταχύτητα ροής λαδιού: Για τα καταναγκασμένα συστήματα, 0,5-2m/s είναι ιδανικά ταχύτερα από αυτό και παίρνει θορυβώδες, όπως ένας ανεμιστήρας στο Max Blast.
Αύξηση θερμοκρασίας: Οι τύποι λαδιού μπορούν να χειριστούν έως και 55Κ (φυσικά) ή 60K (αναγκαστικά). Οι ξηρές περιελίξεις ανεβαίνουν στα 100Κ (F-Class) ή 125K (H-Class)-γνωρίζετε τα όριά σας!
V. Συμβουλές συντήρησης
Τύποι λαδιού: Ελέγξτε τα επίπεδα λαδιού τακτικά, τα καθαρά καλοριφέρ ετησίως και δοκιμάστε τους ανεμιστήρες/αντλίες μηνιαίως-διατηρώντας τους σε σχήμα όπως θα κάνατε ένα ποδήλατο.
Ξηροί τύποι: Φυσιές σκόνη από περιελίξεις κάθε τρεις μήνες και βεβαιωθείτε ότι οι οπαδοί τρέχουν δεξιά είναι ο χειρότερος εχθρός τους.
Ψύξη νερού: Παρακολουθήστε την αγωγιμότητα νερού εβδομαδιαίως (κρατήστε την κάτω από 20μs/cm) και οι καθαρές εναλλάκτες θερμότητας ετήσια συσσώρευση είναι ένα πραγματικό buzzkill.
Σύναψη
Τα συστήματα ψύξης είναι όλα σχετικά με την ισορροπία σίγουρα, καθώς η θερμότητα βγαίνει όπως παράγεται. Πάρτε αυτό το δικαίωμα και ο μετασχηματιστής σας θα τρέξει σαν όνειρο. Η νέα τεχνολογία, όπως οι σωλήνες θερμότητας και η ψύξη εμβάπτισης, καθώς και οι έξυπνοι έλεγχοι (οι ανεμιστήρες που προσαρμόζονται μόνοι τους, ελέγχους θερμοκρασίας σε πραγματικό χρόνο), κάνουν αυτά τα συστήματα ακόμα καλύτερα. Τα καλά νέα για τα ηλεκτρικά δίκτυα και τις πολυάσχολες πόλεις-όλοι παραμένουν δροσερά, τόσο κυριολεκτικά όσο και εικονικά.