Масляный-погружной трансформатор мощностью 1000 кВА: нужно ли менять методы повышения температуры и охлаждения при переходе с минерального масла на не-минеральное масло?

Будучи ведущимпроизводитель масляных-погружных трансформаторовGNEE, обладая более чем десятилетним опытом разработки и поставки высокоэффективных распределительных и силовых трансформаторов по всему миру, понимает, что современные энергетические системы требуют гибкости.

 

Один вопрос, который мы часто получаем от инженеров и специалистов по закупкам: при переключенииМасляный-погружной трансформатор мощностью 1000 кВА от минерального изоляционного масла до не-минеральной альтернативы-например, натуральных эфиров (FR3), синтетических эфиров или силиконового масла-повышение температурыпараметры иметоды охлаждениятребуют регулировки?

Короткий ответ:да.

 

В этом подробном руководстве объясняется, почему, как соблюдать нормативные требования IEC и GB, а также как GNEE предоставляет готовые решения, гарантирующие безопасную, соответствующую требованиям и оптимальную работу трансформатора независимо от выбранной вами изолирующей жидкости.

 

 

 

Что означает повышение температуры для устройства мощностью 1000 кВА с жидкостно--заполненным агрегатом

Под повышением температуры понимается разница температур между внутренними компонентами трансформатора (обмоткой, верхним слоем масла, железным сердечником) и окружающим воздухом при работе с номинальной нагрузкой. Этот показатель имеет решающее значение для оценки термической нагрузки на изоляционные материалы.

 

Для масляного-погружного трансформатора мощностью 1000 кВА повышение температуры напрямую влияет на:

• Срок службы изоляции-каждое превышение номинального значения на 8–10 градусов сокращает срок службы изоляции вдвое.
• Грузоподъемность-более высокий рост температуры означает меньший запас по перегрузке
• Соблюдение требований безопасности-Все требования IEC 60076 и GB 1094.2 должны быть выполнены.

 

Почему важен переход с минерального масла на не-минеральное масло

Mineral oil has been the industry standard for over a century due to its excellent dielectric properties and low cost. However, demand for alternatives has surged dramatically. Natural esters (vegetable-based oils) offer complete biodegradability and >300-градусные огневые точки; силиконовые масла превосходно работают в условиях экстремальных-температур. Но каждая жидкость обладает уникальными физическими свойствами, которые влияют на то, как она рассеивает тепло в трансформаторной системе мощностью 1000 кВА.

 

Заводская производственная линия GNEE-Масляный трансформатор мощностью 1000 кВА

 

 

Стандартная концепция для трансформаторов с жидкостным-погружным погружением

ОбаМЭК 60076-2(международный эталон) иГБ 1094.2-2013(Национальный эквивалент Китая) применяется ко всем трансформаторам,-погружаемым в жидкость, независимо от того, является ли жидкость минеральным маслом или его не-минеральной альтернативой.

 

В этих документах указывается:

• Коды классификации способов охлаждения(ОНАН, ОНАФ, КНАН, КНАФ и др.)
• Предельные значения повышения температурыдля различных компонентов трансформатора
• Процедуры тестированиядля типовых испытаний и плановой заводской проверки

 

Что говорят стандарты: одни и те же ограничения, различное применение

Стандартные-обязательные пределы повышения температуры дляМасляный-погружной трансформатор мощностью 1000 кВАразличаются в зависимости от конфигурации охлаждения, а не типа жидкости. Согласно IEC 60076-2, допустимые повышения составляют:

Трансформаторный компонент	Предел повышения температуры (К)	Применимое охлаждение
Топ Масло	Меньше или равно 60 К	Все системы
Средняя обмотка	Меньше или равно 65 К	Не-ненаправленный поток масла
Средняя обмотка	Меньше или равно 70 К	Направленное принудительное охлаждение
Извилистая горячая точка	Меньше или равно 78 К	Все системы

 

Ссылка на данные: спецификации IEC 60076-2.

Ключевой вывод заключается в том, что эти пределы представляют собой максимально допустимую разницу температур над температурой окружающей среды (относительное значение 40 градусов). Однако, является лиТрансформатор 1000кВАестественно, работа в тех же пределах полностью зависит от конкретных тепловых характеристик жидкости. Поэтомуповышение температурынеобходимо перепроверять-при любой замене жидкости.

 

 

Таблица сравнительных свойств жидкостей

Свойство	Минеральное масло	Натуральный эфир (FR3®)	Силиконовое масло
Вязкость (40 градусов, сСт)	~8–12	~30–40	~20–50
Теплопроводность (Вт/м·К)	~0.13	~0.14–0.16	~0.15
Удельная теплоемкость (кДж/кг·К)	~1.9	~2.0–2.1	~1.5
Температура вспышки (градусы)	~140–160	320–330 (К-класс)	>300
Точка возгорания (градус)	~160–180	350–360	~370
Температура застывания (градусы)	от -40 до -30	от -10 до -25	-60
Биоразлагаемость	Низкий	Biodegradable (>90%)	Ограниченный

Ссылки на данные: Свойства натуральных эфиров согласно стандартам ASTM D6871, спецификациям FR3.

 

Почему эти различия важны для повышения температуры

Основное последствие переключения жидкостей вМасляный-погружной трансформатор мощностью 1000 кВА— изменение вязкости и термических свойств:

• Более высокая вязкость(натуральные эфиры, некоторые силиконовые масла) создают большее сопротивление потоку через извилистые каналы, потенциально снижая скорость естественной конвекции.
• Различная удельная теплоемкостьвлияет на то, сколько энергии может поглотить каждая жидкость до повышения температуры
• Температура застыванияопределяет-производительность холодного запуска-критическую для наружной установки в северном климате

 

 

Понимание кодов классификации охлаждения

Коды охлаждения IEC используют двух- или четырех-буквенные обозначения, которые точно описывают, как охлаждается трансформатор:

• Первое письмо- охлаждающая жидкость внутри бака:O= минеральное масло,K= неминеральная жидкость с температурой воспламенения выше или равной 300 градусам.
• Второе письмо- Механизм циркуляции внутри резервуара:N= естественная конвекция,F= принудительно
• Третье письмо- внешняя охлаждающая среда:A= воздух,W= вода
• Четвертое письмо- внешнее обращение:N= естественное воздушное охлаждение,F= принудительная вентиляция (вентиляторы)

Таким образом, агрегат с минеральным-маслом с естественной конвекцией и естественным воздушным охлаждением имеет кодОНАН. ОдинаковыйТрансформатор 1000кВАнаполненный натуральным эфиром FR3, становитсяКНАН, отражающий жидкость класса «К» (менее горючую).

 

Требует ли замена жидкости другой конфигурации охлаждения?

Физический принцип прост:методы охлаждения могут нуждаться в корректировке для поддержания соответствия требованиям по повышению температуры.при переходе с минерального масла на неминеральное. Поскольку не-минеральные масла обычно имеют более высокую вязкость и другие характеристики теплопередачи, естественная конвекция может быть менее эффективной.

 

В таких случаях варианты включают в себя:

• Держите КНАН(естественная конвекция), но используйте радиаторы увеличенного размера, чтобы компенсировать снижение циркуляции.
• Обновление до КНАФ-добавьте внешние вентиляторы для увеличения-коэффициента теплообмена
• Изменить конструкцию танкадля оптимизации внутренних путей потока масла

 

 

Параметр	Вариант с минеральным маслом (ONAN/ONAF)	Вариант без минерального масла (KNAN/KNAF)
Изоляционная жидкость	Минеральное масло (например, Shell Diala)	FR3 Натуральный эфир/силиконовое масло
Метод охлаждения	ОНАН (натуральный) или ОНАФ (вентиляторный)	КНАН (натуральный) или КНАФ (фанатный)
Повышение температуры *	Верхнее масло Меньше или равно 60К, Обмотка Меньше или равно 65К	Те же ограничения IEC,-подтвержденные тепловым прогоном
Первичное напряжение	2,4–34,5 кВ	Такой же
Вторичное напряжение	480/277V, 400/230V, 380/220V	Такой же
Частота	50/60 Гц	Такой же
Векторная группа	Дин11, Юн0, Дин5	Такой же
Материал обмотки	Медь или алюминий	Такой же
БИЛ	30–95 кВ	Такой же
Вес (масло)	~700 кг	~700–750 кг (в зависимости от жидкости-)
Общий вес	~3750 кг	Может незначительно отличаться в зависимости от конструкции резервуара

 

Ссылка на данные: спецификация трансформатора NPC Electric мощностью 1000 кВА.

Примечание:повышение температурыпределы идентичны IEC 60076-2, но размеры радиатора и конфигурации вентиляторов могут различаться в конструкциях ONAN и KNAN для обеспечения соответствия.

 

 

При переходе с минерального масла на неминеральное масло вМасляный-погружной трансформатор мощностью 1000 кВА, повышение температурыпараметры иметоды охлажденияабсолютно требуют тщательной переоценки. Международные стандарты (IEC 60076-2, GB 1094.2) устанавливают одни и те же пределы максимального повышения температуры независимо от жидкости, но разные физические свойства,-особенно вязкость и теплопроводность. Требуются потенциально измененные конфигурации охлаждения, размеры радиатора и проверенные испытания на тепловые нагрузки.

 

GNEE готова помочь вам уверенно пройти этот переход. Нужен ли вам новыйТрансформатор КНАН 1000 кВАНаша команда инженеров обеспечивает комплексную поддержку: с нуля или экспертное руководство по модернизации вашего существующего блока ONAN: тепловое моделирование, анализ совместимости материалов, сертифицированные заводские испытания и глобальная логистика.

 

Готовы перевести свой трансформатор мощностью 1000 кВА на неминеральное масло? Свяжитесь с GNEE сегодня, чтобы получить индивидуальное решение.-Запросите ценовое предложение и техническую консультацию прямо сейчас!

 

Запросить цену

 

В чем разница между минеральным маслом и трансформаторным маслом?

Более высокая температура вспышки и температура воспламенения. Жидкость FR3 имеет температуру вспышки 330 градусов C и температуру воспламенения 360 градусов C, тогда как минеральное масло имеет температуру вспышки 155 градусов C и температуру воспламенения 165 градусов C. Эти более высокие значения означают, что трансформатор имеет меньший риск возгорания с жидкостью FR3.

 

Какие два типа трансформаторного масла существуют?

Сегодня используются два основных типа трансформаторного масла:Трансформаторное масло на основе парафина-и трансформаторное масло на основе нафты-. Минеральное изоляционное масло получают из определенных видов нефти, которые содержат парафин с чрезвычайно низким содержанием n-, известный как воск.

 

Почему в трансформаторы заливают минеральное масло?

Основными функциями трансформаторного масла являютсяизолировать и охлаждать трансформатор. Поэтому он должен обладать высокой диэлектрической прочностью, теплопроводностью и химической стабильностью и сохранять эти свойства при выдерживании при высоких температурах в течение длительного времени.

 

Какое масло используется в трансформаторах?

Минеральное масло

Минеральное маслоТрансформаторное масло является наиболее распространенным типом трансформаторного масла. Его получают в результате переработки сырой нефти и широко предпочитают из-за его экономической-эффективности и отличных изоляционных свойств. Минеральные масла подразделяются на две категории: нафтеновые и парафиновые.

 

Сколько ампер имеет трансформатор мощностью 1000 кВА?

Трансформатор мощностью 1000 кВА обычно используется в процессе преобразования линии электропитания высокого-напряжения в линию электропитания низкого-напряжения. В качестве единиц измерения полной мощности трансформатора (кВА) используются киловольты-амперы. Он способен выдерживать напряжение 120 В.сила тока 8333.

 

Каков ток полной нагрузки трансформатора мощностью 1000 кВА?

~1392A

Для трансформатора мощностью 1000 кВА при напряжении 415 В ток полной нагрузки равен~1392A, с нагрузкой 75% при токе 1044А. Используйте эмпирическое правило: I ≈ кВА × 1,4 для быстрых оценок (1400 А). Точные расчеты обеспечивают эффективное управление питанием.