Ventilateurs de refroidissement pour transformateurs à sec : l'élément central pour une capacité et une sécurité accrues

Qu'est-ce qu'un transformateur à sec ?Ventilateurs de refroidissement?

Un ventilateur de refroidissement de transformateur à sec est un équipement spécialement conçu pour le refroidissement par air forcé (AF, Air Forced) des transformateurs à sec. Généralement monté sur le dessous, le côté ou le dessus du transformateur, il souffle activement les enroulements et les surfaces du noyau du transformateur en générant un puissant flux d'air pour améliorer de manière significative son efficacité de refroidissement. Plus que de simples ventilateurs, ce système est une solution de refroidissement intelligente étroitement intégrée au système de contrôle de la température du transformateur. Il s'agit d'un élément clé pour exploiter le potentiel des transformateurs à sec et garantir la sécurité de leur fonctionnement.

Pourquoi les transformateurs à sec ont-ils besoin de ventilateurs de refroidissement ?

Les transformateurs à sec utilisent l'air comme isolant et comme moyen de refroidissement. Dans l'état de refroidissement naturel (AN, Air Natural), leur capacité de dissipation de la chaleur est limitée et leur capacité nominale est donc conservatrice. L'ajout de ventilateurs de refroidissement est utile dans les domaines essentiels suivants :

1. amélioration de la capacité opérationnelle

C'est le rôle le plus important du ventilateur. Grâce au refroidissement par air forcé, il peut éliminer efficacement une grande quantité de chaleur générée pendant le fonctionnement du transformateur, de sorte que la température de son enroulement soit maintenue dans la limite de sécurité. Selon la norme et la conception de l'industrie, après l'installation du système de refroidissement par air, la capacité de sortie du transformateur de type sec peut être augmentée de 40% à 50% sur la base du refroidissement naturel, ce qui signifie qu'un transformateur de 1000kVA peut être utilisé en toute sécurité comme un transformateur de 1400kVA ou même de 1500kVA après l'activation du ventilateur, de manière à répondre à la demande aux heures de pointe ou à l'augmentation temporaire de la capacité. .

2. sécuriser les surcharges

Lorsque le transformateur est surchargé pendant une courte période en raison d'une situation inattendue ou d'une charge saisonnière, sa température interne augmente fortement. Le ventilateur de refroidissement peut réagir rapidement pour freiner la vitesse d'augmentation de la température grâce à une forte dissipation de la chaleur, ce qui permet de gagner un temps précieux pour le réglage du système et d'éviter les dommages causés à l'isolation par la surchauffe, ce qui améliore considérablement la capacité de surcharge du transformateur et la fiabilité de son fonctionnement.

3. prolongation de la durée de vie utile

La température est le facteur décisif qui influence le vieillissement de l'isolation des transformateurs. Le système de refroidissement par air réduit efficacement la température moyenne de fonctionnement du transformateur sous des charges élevées et ralentit le processus de vieillissement du matériau d'isolation, prolongeant ainsi de manière significative la durée de vie globale du transformateur.

4. améliorer la résilience environnementale

Dans les endroits où la température ambiante est élevée (par exemple, les salles de distribution d'électricité en été, les sous-sols mal ventilés) ou à haute altitude, l'air raréfié rend la dissipation naturelle de la chaleur moins efficace. Le refroidissement par air pulsé devient alors une garantie nécessaire pour assurer au transformateur une puissance suffisante et un fonctionnement sûr.

Comment fonctionne un système de ventilation ?

Le système de refroidissement par air des transformateurs à sec est un système de contrôle automatique en boucle fermée, dont le déroulement est le suivant :

Tout d'abord, des capteurs de température (généralement des sondes à résistance en platine Pt100) installés à l'intérieur des enroulements triphasés du transformateur surveillent la température des enroulements en temps réel. Les données de température sont ensuite transmises à un contrôleur de température de transformateur sec dédié. L'opérateur peut prérégler plusieurs points de contrôle de la température sur le contrôleur, tels que la “température de démarrage du ventilateur” (par exemple 100°C) et la “température d'arrêt du ventilateur” (par exemple 80°C).

Lorsque le contrôleur de température vérifie que la température d'une phase de l'enroulement atteint ou dépasse la “température de démarrage du ventilateur”, il ferme automatiquement le relais, connecte l'alimentation électrique du ventilateur et tous les ventilateurs se mettent en marche. Le puissant flux d'air généré par le ventilateur suit le conduit d'air spécialement conçu pour le transformateur, soufflant uniformément sur l'enroulement et la surface de refroidissement du noyau, la chaleur étant efficacement évacuée. Au fur et à mesure du refroidissement forcé, la température des enroulements diminue progressivement. Lorsque la température est inférieure à la “température d'arrêt du ventilateur” prédéfinie, le thermostat déconnecte automatiquement l'alimentation du ventilateur, qui s'arrête de fonctionner pour économiser de l'énergie. En outre, le thermostat est équipé de points de consigne plus élevés pour l“”alarme de surchauffe“ (par exemple 130°C) et le ”déclenchement de surchauffe" (par exemple 155°C) afin d'assurer une protection ultime contre la surchauffe du transformateur.

Types et sélection des ventilateurs

Les ventilateurs de refroidissement utilisés pour les transformateurs à sec sont principalement classés dans les deux types suivants en fonction de la direction et de la structure du flux d'air :

Ventilateur à flux croisé

Avec une longue roue cylindrique, l'air entre d'un côté et sort de l'autre côté en forme de “visage”, ce qui peut former un rideau d'air uniforme. Sa structure est compacte, le volume d'air est uniforme, il peut couvrir toute la largeur de l'enroulement, la dissipation de la chaleur se fait sans angle mort, c'est actuellement le choix le plus courant pour les transformateurs de type sec de moyenne et grande taille.

Ventilateur axial

Comme pour un ventilateur électrique normal, l'air est aspiré et expulsé dans une direction axiale, formant une “colonne” de flux d'air. L'unité unique a un volume d'air et une pression d'air élevés. Généralement utilisé comme une combinaison côte à côte de plusieurs ventilateurs, montés sur le côté ou le bas du transformateur.

Lors du choix du ventilateur, il est nécessaire de tenir compte de la capacité du transformateur, de la structure, de la limite d'élévation de la température, des exigences en matière de bruit et d'autres facteurs afin de s'assurer que le volume d'air total du ventilateur, la pression de l'air et d'autres paramètres peuvent répondre aux besoins de dissipation de la chaleur du transformateur.

Foire aux questions (FAQ)

Q : Le ventilateur fonctionne-t-il en permanence ou se met-il en marche et s'arrête-t-il automatiquement ?

R : Il s'agit d'un système de démarrage automatique. Le fonctionnement du ventilateur est entièrement contrôlé de manière intelligente par le régulateur de température du transformateur sec sur la base de la température en temps réel des enroulements du transformateur. Il ne démarre que lorsque le transformateur est soumis à une charge élevée et à une température élevée, ce qui permet d'obtenir un rendement énergétique élevé.

Q : Que se passe-t-il si l'un des ventilateurs se casse ?

R : Les systèmes professionnels de refroidissement par air sont conçus de manière redondante. Même si un seul ventilateur tombe en panne, les ventilateurs restants peuvent encore fournir la majeure partie de la capacité de refroidissement. Par ailleurs, les systèmes de contrôle de la température haut de gamme peuvent également être dotés d'une fonction de détection des pannes de ventilateur. S'il s'avère qu'un ventilateur ne tourne pas, il émet un signal d'alarme, ce qui incite le personnel d'exploitation et de maintenance à le remplacer en temps utile.

Q : Avec l'ajout du ventilateur, la salle de distribution va-t-elle devenir bruyante ?

R : Il y aura une certaine augmentation, mais les ventilateurs de refroidissement modernes pour transformateurs sont conçus pour optimiser le bruit. En utilisant des roulements de haute qualité, une conception optimisée des pales et des méthodes d'installation raisonnables, le bruit peut être maintenu dans des limites acceptables. Dans les endroits où les exigences en matière de bruit sont strictes, il est possible de choisir des modèles de ventilateurs à faible bruit.

Q : Les ventilateurs de refroidissement nécessitent-ils un entretien régulier ?

R : Nécessaire. L'entretien est relativement simple : il s'agit principalement de vérifier régulièrement si le ventilateur peut démarrer normalement et d'enlever la poussière accumulée sur les pales du ventilateur et la grille de protection afin d'éviter que les conduits d'air ne soient obstrués et n'affectent l'effet de dissipation de la chaleur. Un environnement de fonctionnement propre est la base pour garantir que le ventilateur fonctionne efficacement pendant longtemps.

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