Vizualizări: 0 Autor: Editor site Ora publicării: 2026-02-08 Origine: Site
Fiabilitatea unei rețele electrice este intrinsec legată de gestionarea termică a celor mai scumpe active ale sale. Un transformator trifazat cu scufundare în ulei este supus unor solicitări termice masive în timpul funcționării sale, deoarece procesul de transformare a tensiunii are ca rezultat inevitabil pierderi de energie. Aceste pierderi se manifestă ca căldură în interiorul miezului și înfășurărilor. Fără strategii sofisticate de răcire, rezistența dielectrică a uleiului izolator s-ar diminua, iar izolația din celuloză ar deveni fragilă, ducând la îmbătrânirea prematură sau la defecțiunea catastrofală a Transformator de distribuție cu scufundare în ulei.
Metodele de răcire a transformatoarelor de putere sunt sisteme standardizate concepute pentru a disipa căldura internă folosind diverse combinații de circulație naturală sau forțată a uleiului și aerului; Cele mai comune metode includ ONAN (Oil Natural Air Natural) pentru distribuția standard, ONAF (Oil Natural Air Forced) pentru o capacitate crescută și OFAF (Oil Forced Air Forced) pentru transmisia de putere de mare capacitate într-un transformator trifazat immers în ulei.
Selectarea metodei de răcire adecvate nu este doar o alegere tehnică, ci una economică care are un impact asupra costului total de proprietate și amprentei operaționale a unității. În secțiunile următoare, vom descompune nomenclatura acestor sisteme, vom explora fizica din spatele transferului de căldură într-un transformator trifazic immers în ulei și vom compara eficiența diferitelor configurații. Indiferent dacă aveți de-a face cu un transformator standard de distribuție cu scufundare în ulei sau cu un de înaltă tensiune transformator forțat cu aer natural cu ulei , înțelegerea acestor clase de răcire este esențială pentru ingineria electrică modernă.
De ce este importantă răcirea la transformatoarele de putere?
Ce înseamnă metoda de răcire ONAN în transformatoarele de putere?
Ce este sistemul de răcire ONAF și când este utilizat?
Cum funcționează metoda de răcire OFAF în transformatoarele de putere?
Ce este răcirea OFWF și unde se aplică?
Cum alegi metoda de răcire potrivită pentru un transformator?
Perspective ale specialiștilor din industrie privind tehnologia răcirii
Concluzie
FAQ
Răcirea este vitală într-un transformator trifazat cu scufundare în ulei pentru a preveni degradarea izolației interne și pentru a se asigura că unitatea își poate face față sarcinii nominale fără a depăși limitele termice sigure.
Motivul principal pentru răcirea oricărui transformator trifazic immers în ulei este protejarea izolației solide. Într-un transformator de distribuție cu scufundare în ulei , înfășurările de cupru sunt învelite în hârtie și scufundate în ulei mineral. Pe măsură ce căldura este generată de pierderi $I^2R$ și histerezis, temperatura crește. Pentru fiecare creștere cu 8°C până la 10°C peste temperatura nominală, durata de viață a izolației într-un transformator trifazat cu scufundare în ulei se reduce efectiv la jumătate. Răcirea eficientă asigură că temperatura „punctului fierbinte” rămâne la niveluri gestionabile.
În plus, răcirea afectează densitatea fizică și stabilitatea chimică a uleiului izolator. Într-un transformator trifazat cu scufundare în ulei , uleiul acționează atât ca lichid de răcire, cât și ca barieră dielectrică. Dacă uleiul se supraîncălzi, poate suferi oxidare, producând nămol și acizi care atacă în continuare înfășurările Transformator de distribuție cu scufundare în ulei . Menținând o temperatură constantă, sistemul de răcire păstrează capacitatea uleiului de a preveni arcurile electrice și scurtcircuitele interne.
Din punct de vedere al capacității, metoda de răcire determină puterea maximă pe care o poate furniza în siguranță un transformator trifazic immers în ulei . De exemplu, modernizarea unui transformator de distribuție immers în ulei cu ventilatoare externe pentru a crea un transformator forțat cu aer natural cu ulei îi permite să suporte o sarcină mai mare decât valoarea nominală de bază. Această flexibilitate este crucială pentru companiile de utilități care gestionează cererea fluctuantă în întreaga rețea, permițându-le să extragă mai multă valoare dintr-o singură de transformator trifazic immers în ulei . instalație
ONAN înseamnă Oil Natural Air Natural, o metodă de răcire în care atât uleiul intern, cât și aerul extern circulă prin convecție naturală pentru a disipa căldura din transformatorul trifazic immers în ulei.
Într-un clasificat ONAN transformator trifazat immers în ulei , procesul este complet pasiv. Pe măsură ce înfășurările se încălzesc, uleiul din jur devine mai puțin dens și se ridică în partea de sus a rezervorului. Apoi intră în malurile radiatoarelor, unde pierde căldură în aerul ambiant. Pe măsură ce uleiul se răcește, devine mai dens și se scufundă înapoi în partea de jos a rezervorului transformatorului de distribuție cu scufundare în ulei . Acest ciclu, cunoscut sub numele de efectul termosifon, nu necesită pompe sau energie externă, ceea ce îl face cea mai fiabilă metodă pentru un transformator trifazic immers în ulei..
Partea „Aer natural” a acronimului se referă la modul în care căldura este îndepărtată din calorifere. Aerul ambiental se deplasează în mod natural pe aripioarele radiatorului, deoarece este încălzit de suprafața metalică. Acest lucru face ca ONAN să fie transformatorul de distribuție cu scufundare în ulei foarte silențios și practic nu necesită întreținere, deoarece nu există părți în mișcare, cum ar fi ventilatoarele sau pompele, care să se defecteze. Este configurația standard de răcire pentru majoritatea unităților de transformatoare trifazate cu scufundare în ulei utilizate în zone rezidențiale și industriale ușoare.
Cu toate acestea, deoarece răcirea se bazează pe mișcarea naturală, radiatoarele de pe un transformator trifazat cu scufundare în ulei ONAN trebuie să fie relativ mari pentru a oferi o suprafață suficientă. Acest lucru mărește dimensiunile totale ale transformatorului de distribuție cu scufundare în ulei . În ciuda amprentei mai mari, simplitatea ONAN îl face alegerea preferată pentru un transformator de distribuție cu scufundare în ulei, evaluat sub 30 MVA, unde fiabilitatea și zgomotul redus sunt prioritare față de densitatea de putere.
Sistemul ONAF sau Oil Natural Air Forced Transformer utilizează ventilatoare electrice externe pentru a sufla aer prin radiatoare, crescând semnificativ rata de disipare a căldurii a unui transformator trifazic immers în ulei în comparație cu convecția naturală.
Un transformator forțat cu aer natural cu ulei funcționează pe același principiu intern ca o unitate ONAN - uleiul încă circulă natural prin efectul termosifon. Cu toate acestea, adăugarea de ventilatoare pe bancurile de radiatoare modifică dinamica de răcire externă. Forțând aerul peste aripioare, transformatorul forțat cu aer natural cu ulei poate elimina căldura mult mai rapid, permițând transformatorului trifazic immers în ulei să suporte o sarcină crescută - adesea până la 133% din valoarea nominală ONAN de bază.
Această metodă este utilizată de obicei atunci când un transformator trifazat immers în ulei trebuie să suporte sarcini de vârf care depășesc capacitatea sa normală. Ventilatoarele sunt de obicei controlate de senzori de temperatură; se activează numai atunci când temperatura uleiului din transformatorul de distribuție immers în ulei atinge un anumit punct de referință. Acest lucru asigură că transformatorul forțat cu aer natural cu ulei rămâne eficient din punct de vedere energetic, utilizând puterea auxiliară numai atunci când este absolut necesar pentru a proteja componentele interne ale transformatorului trifazat immers în ulei..
În substațiile moderne, transformatorul forțat cu aer natural cu ulei este o alegere populară deoarece oferă o „evaluare dublă” (de exemplu, 20/26 MVA). Aceasta înseamnă că transformatorul trifazat cu scufundare în ulei poate funcționa la 20 MVA în condiții ONAN și 26 MVA în condiții ONAF. Această versatilitate face ca transformatorul forțat cu aer natural cu ulei să fie ideal pentru zonele urbane în creștere, unde cererea de energie poate crește în lunile de vară, necesitând transformatorului de distribuție cu scufundare în ulei să lucreze mai mult fără a se supraîncălzi.
OFAF înseamnă Oil Forced Air Forced, un sistem în care atât uleiul, cât și aerul sunt deplasate mecanic folosind pompe și ventilatoare pentru a obține o eficiență maximă de răcire într-un transformator cu trei faze immers în ulei de mare capacitate.
Metoda OFAF este rezervată pentru unitățile de transformare cu hidrocarburi trifazate foarte mari , unde convecția naturală este insuficientă pentru a elimina cantitățile masive de căldură generate. În această configurație, o pompă de ulei este integrată în circuitul de răcire al transformatorului de distribuție cu scufundare în ulei . Pompa forțează uleiul fierbinte prin radiatoare cu o viteză mare, în timp ce ventilatoarele forțează simultan aerul pe suprafețele radiatoarelor. Această abordare dublă forțată permite un design de transformator trifazic immers în ulei foarte compact în raport cu puterea sa de ieșire.
Forțând uleiul să se miște, sistemul OFAF elimină perioada lentă de „încălzire” necesară pentru ca un termosifon să pornească într-un transformator de distribuție immers în ulei standard . Transferul de căldură de la înfășurări la ulei este mult mai uniform, reducând riscul de apariție a punctelor fierbinți interne în transformatorul trifazat immers în ulei . Cu toate acestea, deoarece se bazează pe pompe, această metodă de răcire necesită întreținere mai frecventă și o sursă de alimentare auxiliară fiabilă pentru a menține funcțional transformatorul de distribuție cu scufundare în ulei .
Deși este extrem de eficientă, metoda OFAF este rar utilizată pentru un transformator de distribuție immers în ulei standard . Se observă în mod obișnuit în transformatoarele de creștere a generatoarelor sau în stațiile de transport majore. Pentru majoritatea nevoilor de distribuție, un transformator forțat cu aer natural cu ulei oferă un echilibru mai bun între complexitate și performanță. OFAF Transformatorul trifazat cu scufundare în ulei este atletul „greu” al lumii transformatoarelor, conceput pentru respingerea constantă a căldurii de mare intensitate.
OFWF sau Răcirea forțată cu apă cu ulei utilizează un schimbător de căldură în care uleiul este pompat printr-o cameră răcită prin circulația apei, oferind cel mai eficient transfer de căldură pentru un transformator trifazat cu scufundare în ulei în medii cu spațiu limitat sau cu temperaturi ridicate.
Apa este un mediu de transfer de căldură mult mai eficient decât aerul. Într-un transformator trifazat cu scufundare în ulei OFWF , uleiul este pompat printr-un schimbător de căldură unde intră în contact strâns cu țevile care transportă apă rece. Acest lucru permite eliminarea unei cantități masive de căldură din transformatorul de distribuție immers în ulei într-un spațiu fizic foarte mic. Acesta este semnificativ mai compact decât chiar și un transformator forțat cu aer natural cu ulei , ceea ce îl face ideal pentru substații subterane sau centrale hidroelectrice.
Aplicarea OFWF într-un transformator trifazic immers în ulei este specializată. Deoarece apa și electricitatea sunt o combinație periculoasă, schimbătorul de căldură trebuie proiectat cu tuburi cu pereți dubli pentru a preveni orice scurgere de apă în rezervorul transformatorului de distribuție immers în ulei . În ciuda acestor complexități, sistemul OFWF permite unui transformator trifazic immers în ulei să funcționeze în locații în care temperaturile aerului ambiant sunt prea ridicate pentru o răcire eficientă a aerului sau unde nu există spațiu pentru bănci mari de radiatoare.
Un dezavantaj al acestei metode pentru un transformator trifazic immers în ulei este necesitatea unei surse continue de apă și a unui sistem de tratare a apei pentru a preveni depunerile în conducte. Spre deosebire de un transformator forțat cu aer natural cu ulei , care folosește aerul „liber” din jurul său, transformatorul de distribuție cu scufundare în ulei OFWF are costuri operaționale mai mari. Cu toate acestea, pentru anumite site-uri industriale și de generare a energiei, este singura modalitate viabilă de a menține un transformator trifazat immers în ulei de mare putere în limitele de temperatură sigure.
Selectarea metodei corecte de răcire implică echilibrarea valorii MVA, a profilului de sarcină așteptat, a condițiilor de mediu ambiante și a bugetului de întreținere disponibil pentru transformatorul trifazat immers în ulei.
Când aleg între ONAN și un transformator forțat cu aer natural cu ulei , inginerii se uită mai întâi la capacitate. Pentru un transformator de distribuție mic cu scufundare în ulei (de exemplu, 500 kVA până la 2500 kVA), ONAN este aproape întotdeauna cea mai bună alegere datorită simplității sale. Pe măsură ce ratingul transformatorului trifazat cu scufundare în ulei crește la 10 MVA sau 20 MVA, dimensiunea radiatoarelor necesare pentru ONAN devine prohibitivă, făcând configurația transformatorului forțat cu aer natural cu ulei mult mai atractivă.
| Metoda de răcire | Adecvarea puterii nominale | Nivel de întreținere | Nivel de zgomot | Mediu Ideal |
| ONAN | Mic spre Mediu | Foarte Scăzut | Tăcut | Rezidential/Standard |
| ONAF | Medie spre Mare | Scăzut/Mediu | Moderat | Sarcină urbană/fluctuantă |
| OFAF | Foarte mare | Ridicat | Ridicat | Substații de transport |
| OFWF | Extrem de mare | Foarte sus | Scăzut | Hidro/subteran |
Factorii de mediu joacă, de asemenea, un rol important. Într-un mediu de coastă cu praf sau sărat, ventilatoarele unui transformator forțat cu aer natural cu ulei pot necesita curățare frecventă pentru a preveni înfundarea caloriferelor. În astfel de cazuri, un transformator ONAN trifazic immers în ulei poate fi mai rentabil pe durata de viață de 30 de ani. În schimb, într-un spațiu interior restrâns, eficiența ridicată a unui transformator de distribuție cu scufundare în ulei cu răcire forțată este necesară pentru a preveni acumularea de căldură în cameră.
În cele din urmă, profilul de încărcare dictează dacă aveți nevoie de un transformator forțat cu aer natural cu ulei . Dacă transformatorul trifazat immers în ulei va funcționa la o sarcină constantă de 70% pe tot parcursul anului, ONAN este suficient. Dar dacă unitatea trebuie să suporte o sarcină de 120% în timpul caniculei sau al schimburilor industriale, ventilatoarele ONAF oferă marja de siguranță necesară. Selectarea răcirii potrivite pentru un transformator de distribuție immers în ulei este, în esență, un exercițiu de optimizare a „încălzirii termice” a transformatorului trifazat cu scufundare în ulei..
Înțelegerea modului în care diferiți lideri de piață văd răcirea transformatorului trifazic immers în ulei oferă o imagine mai clară a tendințelor globale și a celor mai bune practici.
Platforma de transformare Taishan: Aceștia subliniază că tranziția de la ONAN la ONAF este una dintre cele mai rentabile modalități de a crește capacitatea stației. Perspectiva lor este că, pentru un transformator trifazic immers în ulei , partea „A” (aer) a ecuației este adesea blocajul. Concentrându-se pe modelele de ventilatoare de înaltă eficiență, ei susțin că un transformator forțat cu aer natural cu ulei poate fi făcut mult mai compact decât modelele tradiționale. De asemenea, ei subliniază că pentru un transformator de distribuție cu scufundare în ulei , alegerea uleiului mineral de răcire este la fel de importantă ca și ventilatoarele mecanice.
Platforma Giga Energy: Această sursă se concentrează în mare măsură pe aspectul de întreținere și fiabilitate al transformatorului trifazic immers în ulei . Aceștia subliniază că, în timp ce sistemele OFAF și OFWF sunt tehnic superioare în ceea ce privește respingerea căldurii, sistemul ONAN rămâne „standardul de aur” pentru locațiile rurale și îndepărtate cu transformatoare de distribuție immerse în ulei . Părerea lor este că transformatorul Oil Natural Air Forced reprezintă calea de mijloc ideală pentru majoritatea aplicațiilor de utilități, cu condiția ca sistemele de control pentru ventilatoare să fie robuste și protejate împotriva intemperiilor.
Managementul termic este gardianul tăcut al rețelei electrice. Fiecare transformator trifazic immers în ulei depinde de sistemul său de răcire pentru a supraviețui realităților dure ale rezistenței electrice și frecării magnetice. De la fiabilitatea silențioasă a transformatorului de distribuție cu scufundare în ulei ONAN până la capacitățile de înaltă performanță ale transformatorului forțat cu aer natural cu ulei , aceste metode de răcire sunt cele care permit infrastructurii noastre electrice să se extindă și să se adapteze la cerințele moderne.
Pe măsură ce ne îndreptăm către un viitor mai digital și mai avid de energie, eficiența transformatorului trifazic immers în ulei va deveni și mai critică. Inovațiile în uleiurile biodegradabile și comenzile inteligente ale ventilatorului fac transformatorul forțat cu aer natural Oil mai durabil și mai inteligent. Prin potrivirea cu atenție a metodei de răcire la nevoile specifice ale instalației, inginerii se pot asigura că fiecare transformator de distribuție cu scufundare în ulei oferă energie sigură și fiabilă pentru deceniile următoare.
Pe scurt, alegerea între ONAN, ONAF și OFAF este o decizie care echilibrează spațiul fizic, costul inițial și fiabilitatea pe termen lung. Pentru majoritatea nevoilor de distribuție, transformatorul trifazat immers în ulei cu răcire ONAN sau ONAF rămâne soluția cea mai eficientă, oferind durabilitatea necesară pentru a menține luminile aprinse în comunitățile noastre.
Într-un transformator trifazic cu scufundare în ulei, ONAN se bazează pe mișcarea naturală a aerului, în timp ce ONAF folosește ventilatoare pentru a forța aerul peste radiatoare. Acest lucru permite unui transformator forțat cu aer natural cu ulei să transporte o sarcină mai mare decât o unitate ONAN de aceeași dimensiune.
Adesea, da. Multe transformatoare de distribuție cu scufundare în ulei sunt construite cu suporturi de radiator care pot găzdui ventilatoare. Adăugarea de ventilatoare îl transformă într-un transformator forțat cu ulei natural, crescând efectiv puterea nominală.
Pentru aplicații de înaltă tensiune și în aer liber, transformatorul trifazat cu scufundare în ulei este în general superior, deoarece uleiul este un lichid de răcire și un izolator mult mai bun decât aerul. Cu toate acestea, transformatoarele de tip uscat sunt preferate pentru locații interioare unde siguranța la incendiu este o preocupare principală.
La un transformator forțat cu ulei natural, ventilatoarele trebuie inspectate cel puțin o dată pe an pentru uzura rulmenților și acumularea de praf. Acest lucru asigură că transformatorul trifazat immers în ulei rămâne protejat în perioadele de sarcină de vârf.
