Ventiladores de resfriamento para transformadores a seco: o componente principal para aumentar a capacidade e a segurança

O que é um transformador do tipo seco?Ventiladores de resfriamento？

Um ventilador de resfriamento de transformador do tipo seco é um equipamento projetado especificamente para o resfriamento por ar forçado (AF, Air Forced) de transformadores do tipo seco. Normalmente montado na parte inferior, lateral ou superior do transformador, ele sopra ativamente os enrolamentos e as superfícies do núcleo do transformador, gerando um fluxo de ar potente para melhorar significativamente a eficiência do resfriamento. Mais do que apenas alguns ventiladores simples, esse sistema é uma solução de resfriamento inteligente totalmente integrada ao sistema de controle de temperatura do transformador e é uma parte fundamental para liberar o potencial dos transformadores a seco e garantir sua operação segura.

Por que os transformadores do tipo seco precisam de ventiladores de resfriamento?

Os transformadores do tipo seco dependem do ar como meio de isolamento e resfriamento. No estado de resfriamento natural (AN, Air Natural), sua capacidade de dissipação de calor é limitada e, portanto, sua capacidade nominal é conservadora. A adição de ventiladores de resfriamento é útil nas seguintes áreas principais:

1. atualização da capacidade operacional

Essa é a função mais importante do ventilador. Por meio do resfriamento forçado do ar, ele pode remover efetivamente uma grande quantidade de calor gerado durante a operação do transformador, de modo que a temperatura do enrolamento seja mantida dentro do limite de segurança. De acordo com o padrão e o projeto do setor, após a instalação do sistema de resfriamento a ar, a capacidade de saída do transformador do tipo seco pode ser aumentada de 40% para 50% com base no resfriamento natural, o que significa que um transformador de 1000kVA pode ser usado com segurança como um transformador de 1400kVA ou até mesmo de 1500kVA após a ativação do ventilador, de modo a atender à demanda do horário de pico ou ao aumento temporário da capacidade de consumo de energia. .

2) Proteção de sobrecargas

Quando o transformador é sobrecarregado por um curto período de tempo devido a uma situação inesperada ou carga sazonal, sua temperatura interna aumenta drasticamente. O ventilador de resfriamento pode responder rapidamente para inibir a velocidade do aumento da temperatura por meio de uma forte dissipação de calor, ganhando um tempo valioso para o ajuste do sistema e evitando danos ao isolamento devido ao superaquecimento, o que aumenta muito a capacidade de sobrecarga e a confiabilidade operacional do transformador.

3. extensão da vida útil

A temperatura é o fator decisivo que influencia o envelhecimento do isolamento do transformador. O sistema de resfriamento a ar reduz efetivamente a temperatura média de operação do transformador sob altas cargas e retarda o processo de envelhecimento do material de isolamento, aumentando significativamente a vida útil geral do transformador.

4. melhorar a resistência ambiental

Em locais com altas temperaturas ambientes (por exemplo, salas de distribuição de energia no verão, porões mal ventilados) ou em grandes altitudes, o ar rarefeito faz com que a dissipação natural de calor se torne menos eficaz. Nesse momento, o resfriamento forçado do ar se torna uma garantia necessária para assegurar que o transformador possa ter uma saída suficiente e uma operação segura.

Como funciona um sistema de ventilador de resfriamento?

O sistema de resfriamento a ar do transformador do tipo seco é um sistema de controle automático de circuito fechado, cujo fluxo de trabalho é o seguinte:

Primeiramente, sensores de temperatura (geralmente RTDs de platina Pt100) instalados dentro dos enrolamentos trifásicos do transformador monitoram a temperatura dos enrolamentos em tempo real. Os dados de temperatura são então transmitidos a um controlador de temperatura dedicado para transformadores secos. O operador pode predefinir vários pontos de controle de temperatura no controlador, como “temperatura de partida do ventilador” (por exemplo, 100 °C) e “temperatura de parada do ventilador” (por exemplo, 80 °C).

Quando o controlador de temperatura monitora que a temperatura de qualquer fase do enrolamento atinge ou excede a “temperatura de início do ventilador”, ele fecha automaticamente o relé, conecta a fonte de alimentação do ventilador e todos os ventiladores começam a funcionar. O fluxo de ar potente gerado pelo ventilador percorrerá o duto de ar especialmente projetado do transformador, soprando uniformemente sobre a superfície de resfriamento do enrolamento e do núcleo, e o calor será removido com eficiência. À medida que o resfriamento forçado prossegue, a temperatura dos enrolamentos diminui gradualmente. Quando a temperatura for inferior à “temperatura de parada do ventilador” predefinida, o termostato desconectará automaticamente a fonte de alimentação do ventilador, que deixará de funcionar para economizar energia. Além disso, o termostato é equipado com pontos de ajuste mais altos para “alarme de temperatura excessiva” (por exemplo, 130 °C) e “disparo de temperatura excessiva” (por exemplo, 155 °C) para oferecer a melhor proteção contra temperatura excessiva para o transformador.

Tipos e seleção de ventiladores

Os ventiladores de resfriamento usados para transformadores do tipo seco são classificados principalmente nos dois tipos a seguir, de acordo com a direção e a estrutura do fluxo de ar:

Ventilador de fluxo cruzado

Com um impulsor cilíndrico longo, o ar entra por um lado e sopra pelo outro lado em uma “face”, o que pode formar uma cortina de ar uniforme. Sua estrutura é compacta, o volume de ar é uniforme, pode cobrir toda a largura do enrolamento, a dissipação de calor sem ângulo morto é atualmente a escolha mais comum para transformadores secos de médio e grande porte.

Ventilador axial

Semelhante a um ventilador elétrico normal, o ar é aspirado para dentro e para fora em uma direção axial, formando uma “coluna” de fluxo de ar. A unidade única tem um alto volume de ar e uma alta pressão de ar. Geralmente usado como uma combinação lado a lado de vários ventiladores, montados na lateral ou na parte inferior do transformador.

Ao selecionar o ventilador, é necessário considerar a capacidade do transformador, a estrutura, o limite de aumento de temperatura, os requisitos de ruído e outros fatores para garantir que o volume total de ar do ventilador, a pressão do ar e outros parâmetros possam atender às necessidades de dissipação de calor do transformador.

Perguntas frequentes (FAQ)

P: O ventilador fica ligado o tempo todo ou ele liga e desliga automaticamente?

R: É um TPing de partida automática. A operação do ventilador é totalmente controlada de forma inteligente pelo controlador de temperatura do transformador seco com base na temperatura em tempo real dos enrolamentos do transformador. Ele só será iniciado quando o transformador estiver sob alta carga e em alta temperatura, obtendo assim alta eficiência energética.

P: O que acontece se um dos ventiladores quebrar?

R: Os sistemas profissionais de resfriamento a ar são projetados com redundância em mente. Mesmo que um único ventilador falhe, os demais ventiladores ainda podem fornecer a maior parte da capacidade de resfriamento. Ao mesmo tempo, os sistemas de controle de temperatura de ponta também podem ter uma função de detecção de falha do ventilador. Quando se descobre que um ventilador não está girando, ele emite um sinal de alarme, solicitando que o pessoal de operações e manutenção o substitua em tempo hábil.

P: Com a adição do ventilador, a sala de distribuição ficará barulhenta?

R: Haverá algum aumento, mas os ventiladores de resfriamento modernos para transformadores são projetados para otimizar o ruído. Com o uso de rolamentos de alta qualidade, design otimizado da pá e métodos de instalação razoáveis, o ruído pode ser mantido dentro de limites aceitáveis. Para locais com requisitos rigorosos de ruído, podem ser selecionados modelos de ventiladores de baixo ruído.

P: Os ventiladores de resfriamento precisam de manutenção regular?

R: Necessário. A manutenção é relativamente simples e consiste principalmente em verificar regularmente se o ventilador pode iniciar normalmente e remover o acúmulo de poeira nas pás do ventilador e na grade de proteção para evitar que os dutos de ar sejam bloqueados e afetem o efeito de dissipação de calor. Um ambiente operacional limpo é a base para garantir que o ventilador funcione de forma eficiente por um longo período.

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