За инженери на подстанции, EPC изпълнители и мениджъри на промишлени електрически активи, дизайнът на вентилационната система за вътрешна маслена трансформаторна инсталация е основен показател за безопасност и производителност.
Маслените силови трансформатори - работещи по протоколи Oil Natural Air Natural (ONAN) или Oil Natural Air Forced (ONAF) - генерират значителна топлина поради загубите на мед в намотките и загубите на желязо в сърцевината. Ако помещението на вътрешната подстанция не успее да разсее това кумулативно топлинно натоварване, температурата на околната среда ще се повиши експоненциално.
Съгласно топлинните стандарти IEC 60076-2 прекомерната топлина ускорява разграждането на целулозната хартиена изолация на трансформатора и диелектричното масло, като директно намалява експлоатационния му живот и увеличава риска от експлозия при свръхналягане или пожар.
1. Количествено определяне на топлинните загуби и изчисления на въздушния поток
Една съвместима вентилационна система не може да бъде проектирана чрез предположения; то трябва да се изчисли директно от данните за максимално топлинно разсейване на трансформатора (общи загуби при 75 градуса по Целзий, представляващи загуби на празен ход плюс загуби при натоварване).
За да се поддържа стайната температура на подстанцията в рамките на стандартните безопасни работни граници (обикновено се гарантира, че температурата на околния въздух не надвишава 40 градуса по Целзий, с граница на повишаване на стайната температура от 10 до 15 градуса по Целзий над външния входящ въздух), минималният обемен въздушен поток трябва да отговаря на стриктни термодинамични уравнения.
Като стандартно инженерно правило при номинални условия на морското равнище, за всеки 1 киловат (kW) обща загуба на мощност на трансформатора се изисква минимална скорост на вентилационен въздушен поток от приблизително 4 до 5 кубични метра в минута (m3/min) или 240 до 300 кубични метра на час (m3/h). Например среден по размер разпределителен трансформатор с 15 kW общи комбинирани загуби в сърцевината и медта изисква непрекъснат обмен на въздух от най-малко 3600 кубични метра на час.
2. Дизайн на естествена вентилация: Оразмеряване на входната и изходящата жалузи
Естествената вентилация използва ефекта на термодинамичния комин, при който студеният въздух навлиза през отворите на стените на ниско ниво, абсорбира топлината, излъчвана от резервоара на трансформатора, разширява се и излиза през отворите на високия покрив или горната стена.
Позициониране на жалузите: Отворът за всмукване на свеж въздух (вход) трябва да бъде разположен възможно най-ниско, близо до нивото на пода на помещението и в идеалния случай директно срещу ребрата на радиатора на трансформатора. Отворът за изпускане на горещ въздух (изход) трябва да бъде поставен на противоположната стена във възможно най-високата точка под тавана, за да се увеличи максимално ефективната височина на термичния комин.
Изисквания за геометрична площ: Поради съпротивлението на въздушния поток, създадено от защитните телени мрежи, мрежите против насекоми и атмосферните жалузи, нетната свободна площ на отворите е значително по-малка от физическите размери на изрязването. Като стандартна инженерна база, площта на изходната жалузия на високо ниво трябва да бъде проектирана така, че да бъде приблизително 10% до 15% по-голяма от входящата жалузия на ниско ниво, за да се отчете обемът на термичното разширение на изтичащия горещ въздух.
3. Ограничения за принудителна механична вентилация
Когато естествената вентилация не може да изпълни задължителните обеми на въздухообмен - като например в дълбоки подземни подстанции, тропически зони с висока атмосфера или когато геометрията на компактните помещения ограничава физическия размер на стенните жалузи - принудителната механична вентилация с използване на взривозащитени индустриални вентилатори не подлежи на обсъждане.
Избор на вентилатор и статично налягане: Вентилационните вентилатори трябва да бъдат избрани въз основа както на общия обемен капацитет (m3/h), така и на статичното налягане (изразено в Pascals или mm WG), за да се преодолее структурното съпротивление на въздуховодите, жалузите и противопожарните клапи.
Термостатична интеграция: Механичните изпускателни вентилатори трябва да се управляват автоматично чрез регулируеми цифрови атмосферни термостати. Спусъкът за стартиране на вентилатора обикновено трябва да се настрои, когато температурата на въздуха в помещението на трансформатора премине 35 градуса по Целзий, със сигнал за аварийно изключване, свързан към главния прекъсвач за средно напрежение нагоре по веригата, ако стайната температура надхвърли 55 градуса по Целзий.
Насоченост на въздушния поток: Механичното изсмукване трябва да гарантира, че въздухът се изтегля директно през радиаторната група на трансформатора, като се избягват мъртви зони или застояли джобове с горещ въздух близо до горната част на резервоара на трансформатора или кабелните клемни кутии.
4. Критични критерии за инженерна безопасност и околна среда
Противопожарни и димни клапи: Тъй като маслените трансформатори съдържат запалими диелектрични течности, всички вентилационни отвори, насочващи към съседни помещения с разпределителна уредба или обществени коридори, трябва да бъдат оборудвани с автоматични противопожарни клапи. Тези амортисьори трябва автоматично да се затварят чрез стопяеми връзки или електронни сигнали, ако температурата на околния въздух достигне 70 градуса по Целзий, като напълно изолират помещението.
Намаляване на влагата и праха: Входните отвори за външен въздух трябва да имат специални жалузи, за да предотвратят навлизането на проливен дъжд, силен сняг или нанесени от вятъра отломки. Голямото натрупване на прах върху трансформаторните радиатори действа като термично одеяло, което значително намалява ефективността на топлопреноса и налага ранни цикли на поддръжка.
5. Техническа корелация с Hongheng Oil Transformer Technologies
Изборът на трансформатор, проектиран с усъвършенствана динамика на флуида и ефективност на сърцевината, значително намалява изискванията за структурни и капиталови разходи, поставени пред вентилационните системи на вашето съоръжение. В Hongheng нашата пълна гама от маслени силови трансформатори е проектирана за оптимизиране на управлението на топлината:
Серии S11-M и S13 маслени трансформатори: Тези трифазни разпределителни модули използват напълно запечатана конструкция от гофриран резервоар. Вълнообразните ребра се разширяват и свиват еластично с температурни колебания, увеличавайки максимално площта за охлаждане на повърхността. При внедряването на модели S13 в стандартни вътрешни абонатни станции, техният нисък профил на загуба на натоварване естествено намалява общата необходима скорост на обмен на въздушен поток в помещението с до 20 процента в сравнение с наследените конфигурации.
Серия S22 10kV енергийно ефективни трансформатори: Проектирана, за да задоволи най-новите стандарти за зелена инфраструктура с ултра ниски загуби, серията S22 използва първокласни силициеви стоманени сърцевини със зърно. Огромният спад на загубите на желязо в сърцевината минимизира стационарното генериране на топлина, което прави този модел най-добрият избор за компактни общински абонатни станции, където пространството за естествена вентилация е силно ограничено.
Серия трифазни силови трансформатори SZ11-M и SZ11-35KV: Проектирани за тежки промишлени разпределителни и стъпала на комуналната мрежа, тези модули с голям капацитет разполагат с превключватели под товар (OLTC) и радиаторни решетки за тежък режим на работа. За промишлени приложения на закрито тези модули са предварително проектирани със специални монтажни зони за модули на вентилатори за вторично принудително охлаждане (преобразуване на ONAF), за да рационализират интеграцията с HVAC SCADA платформи за цялата сграда.
Референтна матрица за инженерна вентилация на подстанция
| Рейтинг на капацитета на трансформатора | Типичен режим на охлаждане | Прогн. Обща топлинна загуба (kW) | Препоръчителен минимален въздушен поток (m3/h) |
| 500 kVA (напр. Серия S13) | ONAN (естествен въздух) | 5,5 kW - 6,5 kW | 1600 m3/h Непрекъснато |
| 1000 kVA (напр. Серия S22) | ONAN (естествен въздух) | 9,0 kW - 10,5 kW | 2800 m3/h Непрекъснато |
| 1600 kVA (напр. серия SZ11) | Преобразуване ONAN / ONAF | 14,0 kW - 16,5 kW | 4200 m3/h Непрекъснато |
| 2500 kVA (напр. клас на мощност 35 kV) | ONAF (готов за принудителен въздух) | 22,0 kW - 26,0 kW | 6800 m3/h Механично принудително |
Заключение: Партньор с Hongheng за оптимизиране на топлинните планове на подстанциите
Овладяването на прецизните изисквания за вентилация за инсталация на маслен трансформатор гарантира структурна безопасност, намалява опасностите от пожар и заключва времето за работа на оборудването през стандартен 30-годишен експлоатационен цикъл. Когато се снабдяват с първични енергийни активи, проектирането на трансформатора и оформлението на стаята едновременно е отличителният белег на успешното внедряване.
За персонализирана оценка на еднолинейна диаграма (SLD), точни набори от данни за топлинни загуби за освобождаване от местни комунални услуги или конкурентни директни фабрични оферти за първокласни маслени захранващи инсталации, съвместими с IEC, свържете се с инженерното бюро на подстанцията наРазпределителен шкаф Hongheng (Zhejiang Gangheng Electric Company Limited)днес.