Минулого місяця покупець із комунального підприємства Перської затоки надіслав нам фотографію таблички з іменною табличкою та поставив одне запитання: «Цей пристрій має номінальна потужність 25 МВА ONAN. Чи можемо ми працювати з ним на 30 МВА, якщо ми прикрутимо вентилятори?» Чесна відповідь зайняла два абзаци, а не одне речення.Способи охолодження трансформаторавизначте, яку частину паспортної таблички ви можете фактично використати, і неправильна відповідь закінчиться перегрітим блоком, анулюванням гарантії або відключенням підстанції вдень 50 градусів.
Методи охолодження трансформатора: чому охолодження встановлює реальну потужність
Кожен трансформатор генерує тепло з двох джерел: втрати холостого ходу в осерді та втрати навантаження (I²R плюс паразитні втрати) в обмотках. Тепло має виходити з резервуара або корпусу, а баланс між утворенням тепла та відводом тепла фіксує температуру обмотки - це те, що насправді регулюють стандарти. Підніміть вантаж і обмотка нагріється; нехай обмотка занадто нагріється, і ізоляція старіє набагато швидше, ніж передбачається конструкцією. Посібники щодо навантаження (IEEE C57.91 для масляних блоків, IEC 60076-7 для загальної практики) побудовані на одному простому спостереженні: вище контрольної точки гарячої точки 98 градусів відносна швидкість старіння ізоляції приблизно подвоюється на кожні 6 К додаткової температури.
На нашому заводі ми демонструємо це на кожній одиниці, яка виходить із теплової камери. Апідвищення температуривипробування відповідно до IEEE C57.12.90 запускає трансформатор при номінальному навантаженні протягом годин, потім ми вимірюємо опір холодної та гарячої обмотки, щоб обчислити середній підйом обмотки - виміряне число, а не оцінка. У цьому тесті конструкція охолодження перевіряє себе або повертається на креслярську дошку.
Читання коду охолодження: ONAN, ONAF, OFAF і далі
Літерний код IEC 60076-2 для рідинних трансформаторів читається як хімічна формула, і він такий же точний. Перша буква позначає охолоджуючу рідину - O для мінерального масла, K для складноефірної рідини, L для неідентифікованої синтетичної рідини. Друга буква говорить про те, як циркулює охолоджуюча рідина: N - природна конвекція, F - примусовий потік за допомогою насоса, D - спрямований потік, який проштовхує масло через обмотки. Третя літера називає зовнішнє середовище, майже завжди A для повітря або W для води. Четверта літера повторює логіку обігу для цього зовнішнього носія.
ОтжеONANозначає природне масло, природне повітря - пристрій охолоджується за допомогою конвекції та повітряного потоку радіатора, без рухомих частин.ONAFдодає вентилятори: масло все ще циркулює природним шляхом, але примусове повітря обдуває радіатори.OFAFдодає масляний насос поверх вентиляторів, і ODAF направляє цю накачану оливу прямо через звивисті канали. Кожна сходинка вгору по сходах переміщує більше тепла, і кожна сходинка додає рухомі частини, які потребують обслуговування.
Ось те, що більшість покупців упускає з уваги: на одній табличці часто вказується два або навіть три номінальні значення – наприклад, 25 МВА ONAN / 33,3 МВА ONAF. Вентилятори вмикаються автоматично, коли температура обмотки перетинає задану точку, а трансформатор є термічно та контрактно іншою машиною для кожного номіналу.
Що означають рейтинги на практиці
Класичне емпіричне правило: примусове повітряне охолодження додає приблизно одну третину ємності в порівнянні з номіналом власного охолодження. Блок ONAN потужністю 10 МВА зазвичай оцінюється як 13,3 МВА ONAF; двоетапна домовленість (ONAN/ONAF/ONAF) може становити 100% → 115% → 133%. Точні відсотки отримані з результатів випробувань під час нагрівання, тому звіт про випробування має більше значення, ніж брошура.
Температура навколишнього середовища - це друга половина історії. Значення паспортної таблички передбачають максимальну температуру навколишнього середовища 40 градусів. У Перській затоці в день температури 50 градусів цей той самий блок 25/33,3 МВА має бути знижений, інакше його гаряча точка перевищить межу підвищення 80 градусів (IEEE) або межу 78 K (IEC). Повернемося до нашого покупця в Перській затоці: наші інженери провели криві навантажувальних можливостей відповідно до IEEE C57.91 і сказали йому правду: з вентиляторами та температурою навколишнього середовища 50 градусів безпечна безперервна цифра для його робочого циклу становила 28,5 МВА, а додатковий запас був доступний лише як контрольований, обмежений часом пік. Вентилятори все одно замовив, але разом з ними замовив правильні налаштування захисту. Ось чому ми публікуємо криві навантаження, а не лише таблички.
Клас охолодження також є найдешевшим оновленням у купівлі трансформатора, і цеспособи охолодження трансформаторапитання більшість запитів пропозицій пропускають. Запит на етап ONAF на етапі специфікації коштує кілька тисяч доларів; модернізація вентиляторів і проводки управління після введення в експлуатацію коштує в десять разів більше і виводить пристрій з експлуатації.
Межі підвищення температури: цифри за паспортною табличкою
Для масляних блоків,IEEE C57.12.00ковпачки середньої обмоткипідвищення температурипри 65 градусах, верхнє масло піднімається на 65 градусів, а звивиста гаряча точка піднімається на 80 градусів вище навколишнього середовища. TheIEC 60076-2межі близькі, але не ідентичні - 60 К для верхньої оливи, 65 К для середньої обмотки та 78 К для гарячої точки. Ця різниця невелика, але це саме та деталь, яка виникає, коли пристрій, створений за одним стандартом, подається на сертифікацію за іншим, тому варто знати, на який із них посилається ваш проект.
Агрегати сухого типу відповідають іншій таблиці. Відповідно до IEC 60076-11 середня обмоткапідвищення температуриобмеження становлять 80 K для ізоляції класу B, 100 K для класу F і 150 K для класу H, з допуском на гарячі точки зверху. Трансформатор із литої смоли, розрахований на підвищення температури на 100 К при повному навантаженні, має тепловий бюджет, який дуже відрізняється від агрегату класу H, і вибір проявляється в розмірі корпусу, вентиляторах охолодження та ціні.
Нічого з цього не є паперовою тяганиною як такою. Звіт про випробування на підвищення температури — це документ, який підтверджує, що ваш трансформатор може мати табличку з іменем у навколишньому середовищі, яке насправді бачить ваша ділянка. Коли ми надаємо котирування одиниці, виміряні значення підвищення від заводського нагріву - верхня олія, середня обмотка, гаряча точка - потрапляють у звіт про звичайні випробування, оскільки їх запитують інженери наших клієнтів.
Підхід Ryan Electric до охолодження
Наша фабрика в Цзянсу виготовляє масляні агрегати потужністю до 200 МВА та блоки сухого типу для центрів обробки даних і промислових підприємств, тому дизайн охолодження не є прапорцем у каталозі – він узгоджується з сайтом. Як партнер Eaton у спільному підприємстві з охопленням сертифікації UL, CSA, IEEE та DEKRA, ми все одно маємо документувати кожне теплове припущення, і це працює на користь покупця: криві навантаження, дані про нагрівання та специфікації класу охолодження постачаються разом із пристроєм.
Короткі практичні поради від наших інженерів. Повідомте своєму постачальнику найгіршу умову навколишнього середовища, а не середньорічний показник. Поцікавтеся, який клас охолодження передбачає паспортна табличка, і чи звіт про випробування підвищення температури показує виміряні значення чи гарантовані. Якщо цитата не може відповісти на ці два запитання письмово, це ваша відповідь.
Готові визначити свій наступний трансформер?
Наступного разу, коли ви будете вимірювати одиницю, запитайте проспособи охолодження трансформатораперш ніж порівнювати ціни, тому що клас охолодження перетворює табличку на корисний актив. Надішліть нам свій профіль навантаження, найгіршу умову навколишнього середовища та цільову сертифікаціюryan-transformers.comі ми повернемося з рекомендацією щодо класу охолодження, кривими навантаження та реалістичним графіком.
Про автора:Цю статтю написала команда інженерів Ryan Electric, партнера спільного підприємства Eaton і виробника трансформаторів, сертифікованого UL/CSA, у Цзянсу, Китай, який обслуговує комунальних підприємств, центрів обробки даних і промислових клієнтів у Північній Америці, Близькому Сході, Південно-Східній Азії та Африці.
