Ventilatori di raffreddamento per trasformatori a secco: il componente principale per aumentare la capacità e la sicurezza

Che cos'è un trasformatore a seccoVentole di raffreddamento？

La ventola di raffreddamento per trasformatori a secco è un'apparecchiatura specificamente progettata per il raffreddamento ad aria forzata (AF, Air Forced) dei trasformatori a secco. Tipicamente montata sul fondo, sul lato o sulla parte superiore del trasformatore, soffia attivamente gli avvolgimenti e le superfici del nucleo del trasformatore generando un potente flusso d'aria per migliorare significativamente la sua efficienza di raffreddamento. Più che di semplici ventole, questo sistema è una soluzione di raffreddamento intelligente strettamente integrata con il sistema di controllo della temperatura del trasformatore, ed è un elemento chiave per liberare il potenziale dei trasformatori a secco e garantirne il funzionamento sicuro.

Perché i trasformatori a secco hanno bisogno di ventole di raffreddamento?

I trasformatori a secco si affidano all'aria come isolante e mezzo di raffreddamento. Nello stato di raffreddamento naturale (AN, Air Natural), la loro capacità di dissipazione del calore è limitata e quindi la loro capacità nominale è conservativa. L'aggiunta di ventilatori di raffreddamento è utile nelle seguenti aree principali:

1. Potenziamento della capacità operativa

Questo è il ruolo più importante del ventilatore. Grazie al raffreddamento forzato dell'aria, è in grado di sottrarre efficacemente una grande quantità di calore generato durante il funzionamento del trasformatore, in modo da mantenere la temperatura degli avvolgimenti entro i limiti di sicurezza. Secondo lo standard industriale e il progetto, dopo l'installazione del sistema di raffreddamento ad aria, la capacità di uscita del trasformatore a secco può essere aumentata da 40% a 50% sulla base del raffreddamento naturale, il che significa che un trasformatore da 1000kVA può essere utilizzato in sicurezza come trasformatore da 1400kVA o addirittura 1500kVA dopo l'attivazione della ventola, in modo da soddisfare la domanda per le ore di punta o l'aumento temporaneo della capacità di consumo di energia. .

2. Garantire i sovraccarichi

Quando il trasformatore viene sovraccaricato per un breve periodo di tempo a causa di una situazione imprevista o di un carico stagionale, la sua temperatura interna aumenta bruscamente. La ventola di raffreddamento può reagire rapidamente per inibire la velocità di aumento della temperatura attraverso una forte dissipazione del calore, guadagnando tempo prezioso per la regolazione del sistema ed evitando i danni all'isolamento dovuti al surriscaldamento, il che migliora notevolmente la capacità di sovraccarico e l'affidabilità operativa del trasformatore.

3. Estensione della vita utile

La temperatura è il fattore decisivo che influenza l'invecchiamento dell'isolamento dei trasformatori. Il sistema di raffreddamento ad aria riduce efficacemente la temperatura media di esercizio del trasformatore in presenza di carichi elevati e rallenta il processo di invecchiamento del materiale isolante, prolungando così in modo significativo la durata complessiva del trasformatore.

4. Migliorare la resilienza ambientale

In luoghi con temperature ambientali elevate (ad esempio, locali di distribuzione dell'energia in estate, scantinati poco ventilati) o ad altitudini elevate, l'aria rarefatta rende meno efficace la dissipazione naturale del calore. A questo punto, il raffreddamento forzato dell'aria diventa una garanzia necessaria per assicurare al trasformatore una resa sufficiente e un funzionamento sicuro.

Come funziona un sistema di ventole di raffreddamento?

Il sistema di raffreddamento ad aria del trasformatore a secco è un sistema di controllo automatico ad anello chiuso, il cui flusso di lavoro è il seguente:

In primo luogo, i sensori di temperatura (di solito RTD al platino Pt100) installati all'interno degli avvolgimenti trifase del trasformatore monitorano la temperatura degli avvolgimenti in tempo reale. I dati di temperatura vengono poi trasmessi a un controllore di temperatura del trasformatore a secco dedicato. L'operatore può preimpostare diversi punti di controllo della temperatura sul regolatore, come la “temperatura di avvio del ventilatore” (ad esempio 100°C) e la “temperatura di arresto del ventilatore” (ad esempio 80°C).

Quando il termoregolatore rileva che la temperatura di una fase dell'avvolgimento raggiunge o supera la “temperatura di avvio della ventola”, chiude automaticamente il relè, collega l'alimentazione della ventola e tutte le ventole iniziano a funzionare. Il potente flusso d'aria generato dalla ventola si snoda lungo il condotto d'aria appositamente progettato del trasformatore, soffiando uniformemente sulla superficie di raffreddamento dell'avvolgimento e del nucleo e asportando il calore in modo efficiente. Man mano che il raffreddamento forzato procede, la temperatura degli avvolgimenti diminuisce gradualmente. Quando la temperatura è inferiore alla “temperatura di arresto della ventola” preimpostata, il termostato scollega automaticamente l'alimentazione della ventola, che smette di funzionare per risparmiare energia. Inoltre, il termostato è dotato di setpoint più elevati per l“”allarme di sovratemperatura“ (ad es. 130°C) e l”"intervento per sovratemperatura" (ad es. 155°C), per garantire la massima protezione dalla sovratemperatura del trasformatore.

Tipi e selezione dei ventilatori

I ventilatori di raffreddamento utilizzati per i trasformatori a secco sono classificati principalmente nei due tipi seguenti, in base alla direzione del flusso d'aria e alla struttura:

Ventilatore a flusso incrociato

Con una lunga girante cilindrica, l'aria entra da un lato e fuoriesce dall'altro in una “faccia” che può formare una cortina d'aria uniforme. La sua struttura è compatta, il volume d'aria è uniforme, può coprire l'intera larghezza dell'avvolgimento, la dissipazione del calore senza angolo morto, è attualmente la scelta più diffusa per i trasformatori a secco di medie e grandi dimensioni.

Ventilatore assiale

Come un normale ventilatore elettrico, l'aria viene aspirata e espulsa in direzione assiale, formando una “colonna” di flusso d'aria. L'unità singola ha un volume d'aria elevato e un'alta pressione dell'aria. Di solito viene utilizzata come combinazione affiancata di più ventilatori, montati sul lato o sul fondo del trasformatore.

Quando si sceglie il ventilatore, è necessario considerare la capacità del trasformatore, la struttura, il limite di aumento della temperatura, i requisiti di rumorosità e altri fattori per garantire che il volume d'aria totale del ventilatore, la pressione dell'aria e altri parametri possano soddisfare le esigenze di dissipazione del calore del trasformatore.

Domande frequenti (FAQ)

D: Il soffiatore è sempre acceso o si avvia e si ferma automaticamente?

R: Si tratta di un TPing ad avvio automatico. Il funzionamento del ventilatore è completamente controllato in modo intelligente dal regolatore di temperatura del trasformatore a secco, in base alla temperatura in tempo reale degli avvolgimenti del trasformatore. Il ventilatore si avvia solo quando il trasformatore è sottoposto a un carico elevato e a una temperatura elevata, ottenendo così un'elevata efficienza energetica.

D: Cosa succede se una delle ventole si rompe?

R: I sistemi di raffreddamento ad aria professionali sono progettati tenendo conto della ridondanza. Anche se una singola ventola si guasta, le altre saranno in grado di fornire la maggior parte della capacità di raffreddamento. Allo stesso tempo, i sistemi di controllo della temperatura di fascia alta possono essere dotati di una funzione di rilevamento dei guasti della ventola. Quando si scopre che una ventola non gira, viene inviato un segnale di allarme che invita il personale operativo e di manutenzione a sostituirla in modo tempestivo.

D: Con l'aggiunta del ventilatore, la sala di distribuzione diventerà rumorosa?

R: Ci sarà un certo aumento, ma i moderni ventilatori di raffreddamento per trasformatori sono progettati per ottimizzare il rumore. Utilizzando cuscinetti di alta qualità, un design ottimizzato delle pale e metodi di installazione ragionevoli, il rumore può essere mantenuto entro limiti accettabili. Per i luoghi con requisiti rigorosi in materia di rumore, è possibile scegliere modelli di ventilatori a bassa rumorosità.

D: Le ventole di raffreddamento necessitano di una manutenzione regolare?

R: Necessario. La manutenzione è relativamente semplice: si tratta principalmente di verificare se il ventilatore può avviarsi regolarmente e di rimuovere l'accumulo di polvere sulle pale del ventilatore e sulla griglia di protezione per evitare che i condotti dell'aria si ostruiscano e compromettano l'effetto di dissipazione del calore. Un ambiente operativo pulito è la base per garantire un funzionamento efficiente del ventilatore per lungo tempo.

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