Радиатор трансформатора|Функция радиатора

Трансформаторы выполняют важные задачи по преобразованию напряжения в электрических системах, но при этом они выделяют тепло из-за потерь в сердечнике и меди. Это тепло необходимо эффективно отводить, чтобы предотвратить повреждение изоляции, потерю эффективности или полный выход устройства из строя. Одним из наиболее важных компонентов терморегулирования масляных-трансформаторов являетсярадиатор. Однако эту систему часто упускают из виду или неправильно понимают, что приводит к плохому обслуживанию или неправильным проектным решениям.

 

В этой статье мы рассмотримчто такое радиаторы-трансформеры, как они работают и почему они необходимыдля безопасной и эффективной работы трансформатора.

 

 

Радиаторы трансформатора — это внешние охлаждающие устройства, прикрепленные к масляным-трансформаторам и рассеивающие тепло, выделяющееся во время работы. Они работают, позволяя горячему изоляционному маслу течь через ребристые металлические панели, где тепло передается окружающему воздуху. Этот процесс может происходить естественным путем (посредством конвекции) или с помощью вентиляторов для увеличения воздушного потока и эффективности охлаждения. Радиаторы трансформатора необходимы для поддержания безопасной внутренней температуры и поддержки условий более высоких нагрузок.

 

Без радиаторов большинство масляных-трансформаторов быстро перегревались бы при нормальных условиях эксплуатации, что приводило бы к ухудшению изоляции и сокращению срока службы.

 

 

Работа трансформатора приводит к внутренним потерям:

Тип потери	Источник	Расположение
Потеря ядра	Гистерезис и вихревые токи в сердечнике	Область магнитного сердечника
Потеря меди	Потери I²R в обмотках	Обмотки трансформатора

Эти потери превращаются в тепло, которое увеличивает внутреннюю температуру масла и обмотки. Перегрев, превышающий расчетные пределы, может привести к:

• Пробой изоляции
• Окисление масла и образование шлама
• Ускоренное старение компонентов
• Короткое замыкание-или опасность возгорания

Поэтому радиаторы незаменимы в управлении теплом, особенно в трансформаторах большой-мощности, используемых на подстанциях, промышленных объектах и ​​в системах производства электроэнергии.

 

 

В нагруженных условиях эксплуатации горячее масло расширяется в объеме и поднимается в верхнюю часть основного бака. Горячее масло поступает в радиатор через верхний клапан и охлаждается тонкими стальными стенками радиатора. Остывшее масло затем возвращается в основной бак через клапан в нижней части радиатора. Эта циркуляция повторяется непрерывно до тех пор, пока трансформатор находится под напряжением под нагрузкой.

 

Рассеяние тепла радиаторами трансформатора можно дополнительно ускорить за счет мощного воздушного потока, подаваемого охлаждающими вентиляторами. Вентиляторы можно устанавливать непосредственно на радиаторах или рядом с радиаторной батареей, но все вентиляторы должны быть обращены строго к поверхности радиатора.

 

Иногда скорость охлаждения, основанная на естественной конвекционной циркуляции масла, оказывается недостаточной. В таких случаях можно использовать масляные насосы для ускорения процесса циркуляции масла.

 

 

Компонент	Функция
Панели радиатора	Тонкие стальные ребра или трубки, которые переносят масло и выделяют тепло.
Коллекторные трубы	Распределить масло между баком трансформатора и радиаторами.
Впускные/выпускные клапаны	Разрешить изоляцию радиатора для технического обслуживания
Охлаждающие вентиляторы	Увеличьте поток воздуха над поверхностями радиатора
Датчики температуры	Контролируйте температуру верхнего масла или обмотки для управления вентилятором.

Радиаторы обычно изготавливаются из углеродистой стали, а поверхность обрабатывается анти-коррозионным покрытием. Вентиляторы оснащены системами автоматического управления, которые активируются в зависимости от пороговых значений температуры.

 

 

 

В трансформаторах используется несколько типов радиаторов, каждый из которых предназначен для удовлетворения конкретных требований к охлаждению:

• Ребристые радиаторы:Самый распространенный тип ребристых радиаторов состоит из ряда вертикальных ребер, прикрепленных к резервуару. Ребра увеличивают площадь поверхности рассеивания тепла, повышая эффективность охлаждения. Они получили широкое распространение благодаря своей эффективности и относительно простой конструкции.
• Гофрированные радиаторы:Эти радиаторы с гофрированными панелями обеспечивают большую площадь поверхности для теплообмена. Они компактны и подходят для трансформаторов с ограниченным пространством.
• Трубчатые радиаторы:В этих радиаторах используется ряд трубок, по которым циркулирует масло. Трубки подвергаются воздействию воздуха, что обеспечивает эффективный отвод тепла.
• Пластинчатые радиаторы:Эти радиаторы, состоящие из серии плоских пластин, представляют собой надежное и эффективное решение для охлаждения, часто используемое в более крупных трансформаторах.

 

 

 

Тип охлаждения	Нефтяное движение	Воздушное движение	Типичное применение
ОНАН	Естественная конвекция	Естественная конвекция	Распределительные и малые энергоблоки
ОНАФ	Естественная конвекция	По принуждению фанатов	Трансформаторы средней и большой мощности
ОФАФ	Принудительно насосами	По принуждению фанатов	Мощные-блоки и подстанции
ОФВФ	Принудительно насосами	Принудительный поток воды	Городская, прибрежная или внутренняя среда

 

Эффективность радиаторных систем

Радиаторы значительно увеличивают площадь охлаждающей поверхности. Типичный трансформатор среднего-размера с шестью блоками радиаторов и четырьмя вентиляторами может увеличить свою нагрузочную способность более чем на 30 % при переключении из режима ONAN в режим ONAF.

Режим	Охлаждающая способность	Увеличение грузоподъемности
ОНАН	100%	Базовая расчетная нагрузка
ОНАФ	125–140%	на 25–40% выше ОНАН
ОФАФ	150–160%	на 50–60% выше ОНАН

 

 

Особую осторожность необходимо соблюдать при извлечении радиаторов из упаковки, транспортировке радиаторных сборок и проведении монтажа. Радиаторы изготавливаются из сверх-тонких стальных пластин, которые эффективно передают тепло от трансформаторного масла в окружающий воздух, что делает их склонными к деформации и повреждениям. После распаковки тщательно очистите каждый радиатор снаружи и слейте остатки изоляционного масла трансформатора изнутри.

 

Радиаторы собираются один за другим; Следующий радиатор нельзя установить до тех пор, пока предыдущий блок не будет полностью установлен и закреплен. Сборка должна происходить последовательно от одной стороны основного бака к противоположной стороне. Перед сборкой снимите защитные крышки на верхнем и нижнем клапанах каждого радиатора. Если поверхность прокладки повреждена во время снятия крышки, замените прокладку-новой.

 

Поднимите радиатор вертикально и расположите его рядом с соответствующим отверстием клапана на баке главного трансформатора, затем снимите защитную крышку с клапана бака. Прикрепите фланец радиатора к соответствующему клапану бака с помощью гаек, болтов, плоских и пружинных стопорных шайб.

 

Повторите эту процедуру, чтобы собрать все оставшиеся радиаторы таким же образом.

 

После полной сборки всех радиаторных блоков можно приступать к заливке изолирующего масла. Заливка масла также производится поузловая для каждого радиатора в сборе:

• Сначала откройте нижний клапан радиаторного блока, затем медленно ослабьте вентиляционную пробку в верхней части радиатора.
• Изоляционное масло из основного бака потечет в камеру радиатора, вытесняя внутренний воздух через вентиляционную пробку до тех пор, пока блок не будет полностью заполнен маслом.
• Когда масло равномерно вытекает из ослабленной вентиляционной пробки, камера радиатора заполнена. Надежно затяните вентиляционную пробку, затем откройте верхний клапан радиатора, чтобы завершить заполнение этого устройства.

 

 

В GNEE Electric Service & Supply мы понимаем, что каждый трансформатор имеет уникальные требования к охлаждению. Наши радиаторы могут быть спроектированы по индивидуальному заказу-для удовлетворения этих конкретных потребностей при соблюдении стандартов IEEE и CSA. Это гарантирует, что наши радиаторы не только обеспечивают оптимальное охлаждение, но и соответствуют отраслевым нормам.

 

Влияние различных схем расположения радиаторов на трансформаторы

Расположение радиаторов в трансформаторе может существенно повлиять на его эффективность охлаждения и общую производительность. Вот некоторые ключевые факторы:

• Площадь поверхности:Большая площадь поверхности увеличивает теплоотдачу. GNEE Electric разрабатывает радиаторы с оптимальной площадью поверхности для обеспечения эффективного охлаждения.
• Расход воздуха:Очень важно обеспечить правильную циркуляцию воздуха вокруг радиатора. В наших конструкциях учитывается естественный или принудительный поток воздуха для повышения эффективности охлаждения.
• Циркуляция масла:Эффективная циркуляция масла внутри радиатора обеспечивает равномерное охлаждение. Радиаторы GNEE Electric спроектированы таким образом, чтобы обеспечить эффективный поток масла, уменьшить количество горячих точек и продлить срок службы трансформатора.

 

Принципы проектирования радиаторов

Конструкция радиатора предполагает несколько принципов, обеспечивающих максимальную эффективность:

• Теплопередача:Крайне важно максимизировать передачу тепла от масла к поверхности радиатора, а затем к воздуху. GNEE Electric использует современные материалы и инновационные разработки для улучшения теплопередачи.
• Долговечность:Радиаторы должны выдерживать суровые условия окружающей среды и механические нагрузки. GNEE Electric обеспечивает долговечность благодаря прочной конструкции и высококачественным-материалам.
• Настройка:Каждый трансформатор имеет уникальные требования. GNEE Electric предлагает индивидуальные конструкции радиаторов, отвечающие этим конкретным потребностям и обеспечивающие оптимальную производительность.

 

Ключевые параметры конструкции трансформаторных радиаторов

Проектный фактор	Описание
Требование к рассеиванию тепла	На основе потерь трансформатора (потери в сердечнике + медь в кВт)
Площадь поверхности	Определяет передачу тепла окружающему воздуху
Путь и скорость потока масла	Естественная конвекция против принудительной циркуляции
Совместимость классов охлаждения	ONAN, ONAF, OFAF, OFWF-управляет структурными и эксплуатационными характеристиками
Материал и покрытие	Сталь, алюминий, толщина краски, устойчивость к коррозии
Тип подключения	Фланцевые, коллекторные, приварные-влияют на удобство эксплуатации и целостность уплотнений.
Монтажная конструкция	Вертикальное,-установленное сбоку, на болтах-, на кронштейнах, на раме-
Вспомогательные охлаждающие элементы	Вентиляторы, датчики, клапаны, термостаты для активных систем
Экологическая устойчивость	Пыль, соль, влажность, воздействие ультрафиолета

 

Параметры пластинчатого радиатора диаметром 310 мм.

Расстояние до центра (Единицы измерения: мм)	Количество плавники	Самоохлаждающееся излучение- площадь Единицы: м²	ветровое-охлаждение излучающая поверхность Единицы: м²	1,0 Толщина Поппер Единицы измерения: кг	1.2 Толщина Единицы бумаги: кг	Вес масла Единицы: кг
1000	10 11 12 13 14 15	3.804 4.157 4.507 4.844 5.177 5.499		66.67 72.91 79.06 85.2 91.46 97.6	80.004 87.492 94.872 102.24 109.752 117.12	19.63 21.55 23.46 25.37 27.28 29.19
1250	10 11 12 13 14 15	4.716 5.165 5.588 6.006 6.418 6.826		78.96 86.33 93.7 101.9 108.4 115.9	94.752 103.596 112.44 122.28 130.08 139.08	23.32 25.6 27.88 30.16 32.44 34.73
1500	12 13 14 15 16 17	6.668 7.138 7.658 8.146 8.672 9.198	7.813 8.408 8.995 9.577 10.204 10.832	108.1 116.7 125.34 133.81 142.4 151	129.72 140.04 150.408 160.572 170.88 181.2	32.31 34.96 37.61 40.26 42.91 45.55
1750	12 13 14 15 16 17	7.749 8.326 8.899 9.465 10.077 10.693	9.095 9.787 10.417 11.148 11.878 12.615	122.62 132.42 142.18 151.95 167.76 171.6	147.144 158.904 170.616 182.34 201.312 205.92	36.73 39.75 42.17 45.79 48.8 51.82
2000	15 16 17 18 19 20	10.785 11.497 12.176 12.756 13.23 13.942	12.718 13.553 14.368 15.741 15.889 16.626	170.15 181.1 192.1 203.1 214.07 225.06	204.18 217.32 230.52 243.72 256.884 270.072	51.32 54.7 58.09 61.48 64.8 68.25
2250	15 16 17 18 19 20	12.103 12.885 13.666 14.373 15.072 15.764	14.291 15.226 16.163 17.011 17.85 18.682	188.26 200.46 210.66 224.86 237.06 249.26	225.912 240.552 252.792 269.832 284.472 299.112	56.85 60.6 64.36 68.11 71.87 75.62
2500	18 19 20 21 22 23	15.938 16.616 17.484 18.24 18.989 19.731	18.881 19.813 20.736 21.643 22.546 23.433	246.8 260.24 273.66 287.1 300.5 313.92	296.16 312.288 328.392 344.52 360.6 376.704	74.75 78.87 83 87.12 91.25 95.37

 

Параметры пластинчатого радиатора диаметром 480 мм.

Расстояние до центра (Единицы измерения: мм)	Количество плавников	Самоохлаждение- излучающая поверхность Единицы: м²	ветровое-охлаждение единица излучающей поверхности: м²	1,0 Толщина поппер Единицы: кг	1.2 Толщина поппер Единицы: кг	Вес масла Единицы: кг	Геометрический Единицы площади: м²
1750	20 21 22 23 24 25	17.836 18.609 19.373 20.126 20.871 21.606	21.309 22.245 23.168 24.081 24.983 25.874	294.57 308.89 323.21 337.53 351.85 366.17	353.484 370.668 387.852 405.036 422.22 439.404	80.5 84.5 84.5 92.5 96.5 100.5	35.41 37.181 38.952 40.723 42.494 44.265
1800	23 24 25 26 27 28	20.711 21.479 22.235 22.983 23.722 24.451	24.781 25.708 26.626 27.532 28.426 29.31	349.36 364.3 379.24 394.18 409.12 424.06	419.232 437.16 455.088 473.016 490.944 508.872	94.31 98.39 102.47 106.55 110.63 114.71	41.886 43.707 45.528 47.349 49.17 50.991
2000	23 24 25 26 27 28	23.049 23.903 24.745 25.578 26.401 27.213	27.58 28.614 29.635 30.642 31.638 32.622	385.44 401.96 418.48 435 451.52 468.04	462.528 482.352 502.176 522 541.824 561.648	101.53 105.92 110.31 114.7 119.09 123.48	46.636 48.664 50.692 52.72 54.748 56.776
2200	27 28 29 30 31 32	29.08 29.974 30.858 31.729 32.589 33.439	34.85 35.933 37.003 38.058 39.101 40.128	493.34 511.4 529.46 547.52 565.58 583.64	592.008 613.68 635.352 657.024 678.696 700.368	127.61 132.32 137.03 141.74 146.45 151.16	60.291 62.524 64.757 66.99 69.223 71.456
2600	27 28 29 30 31 32	34.437 35.496 36.543 37.575 38.595 39.6	41.273 42.556 43.822 45.073 46.307 47.525	577.75 598.94 620.13 641.32 662.51 683.7	693.3 718.728 744.156 769.584 795.012 820.44	144.59 149.93 155.27 160.61 165.95 171.29	71.395 74.039 76.683 79.327 81.971 84.615
2800	27 28 29 30 31 32	37.116 38.257 39.385 40.498 41.597 42.68	44.484 45.867 47.232 48.579 49.911 51.223	621.74 644.56 667.38 690.2 713.02 735.84	746.088 773.472 800.856 828.24 855.624 883.008	152.95 158.6 164.25 169.9 175.55 181.2	76.955 79.805 82.655 85.505 88.355 90.855
3000	30 31 32 33 34 35	43.442 44.6 45.762 46.909 48.04 49.156	52.087 53.514 54.922 56.31 57.68 59.031	738.42 762.84 787.26 811.68 836.1 860.52	896.104 915.408 944.712 974.016 1003.32 1032.624	179.48 185.45 191.42 197.39 203.36 209.33	91.705 94.762 97.819 100.876 103.933 106.99
3200	30 31 32 33 34 35	46.344 47.602 48.842 50.066 51.273 52.465	55.595 57.58 59.096 60.101 61.563 63.006	787.08 813.12 839.16 865.2 891.24 917.28	944.496 975.744 1006.992 1038.24 1069.488 1100.736	188.96 195.25 201.54 207.83 214.12 220.41	97.863 101.125 104.387 107.649 110.911 114.173

 

Параметры пластинчатого радиатора диаметром 520 мм.

Расстояние до центра (Единицы мм)	Количество плавников	Самоохлаждающееся излучение- площадь Единицы: м²	Ветровое-охлаждение излучающая поверхность Единицы: м²	1,0 Толщина Поппер Единицы измерения: кг	1.2 Толщина поппера Единицы: кг	Вес масла Единицы: кг	Геометрическая площадь Единицы: м²
1800	18 19 20 21 22 23 24 25 26	18.055 18.938 19.807 20.66 21.513 22.436 23.173 23.994 24.802	21.068 22.113 23.142 24.161 25.164 26.154 27.125 28.094 29.059	292.31 308.13 323.95 339.77 355.59 371.41 387.23 403.05 418.87	350.772 369.756 388.74 407.724 426.708 445.692 464.676 483.66 502.644	83.43 88.03 92.63 97.23 101.83 106.43 111.03 115.63 120.23	35.737 37.722 39.707 41.692 43.677 45.662 47.647 49.632 51.617
2000	18 19 20 21 22 23 24 25 26	20.098 21.079 22.049 22.996 23.947 24.96 25.794 26.708 27.608	23.45 24.614 25.76 26.895 28.04 29.114 30.195 31.272 32.349	325.19 342.84 360.49 378.14 395.79 413.44 431.09 448.74 466.39	390.228 411.408 432.588 453.768 474.948 496.128 517.308 538.488 559.668	89.75 94.7 99.65 104.6 109.55 114.5 119.45 124.4 129.35	39.786 41.906 44.206 46.416 48.626 50.836 53.046 55.256 57.466
2500	23 24 25 26 27 28 29 30 31 20	31.334 32.346 33.494 34.624 35.734 36.84 37.91 38.998 40.055 41005	36.514 37.867 39.218 40.575 41.897 43.182 44.474 45.737 46.992 48.227	511.69 533.61 555.53 577.45 599.37 621.29 643.21 665.13 687.05 708.07	614.028 640.332 666.636 692.94 719.244 745.548 771.852 798.156 824.46 850.764	134.74 140.57 146.4 152.23 158.06 163.89 169.72 175.55 181.38 187.21	63.764 66.536 69.308 72.08 74.852 77.624 80.396 83.168 85.94 80.712
2750	27 28 29 30 31 32 33 34 35	39.354 40.573 41.749 42.95 44.114 45.259 46.391 47.495 48.625	46.132 47.557 48.981 50.371 51.754 53.114 54.464 55.775 57.1	656.88 680.93 704.98 729.03 753.08 777.13 801.18 825.23 849.28	788.256 817.116 845.976 874.836 903.696 932.556 961.416 990.276 1019.136	169.94 176.21 182.48 188.75 195.02 201.29 207.56 213.83 220.1	82.44 85.493 88.546 91.599 94.652 97.705 100.758 103.811 106.864
3000	28 29 30 31 32 33 34	44.306 45.588 46.902 48.173 49.423 50.659 51.863	51.932 53.488 55.005 56.516 58.001 59.476 60.906	742.86 769.12 795.38 821.64 847.9 874.16 900.42	891.432 922.944 954.456 985.968 1017.48 1048.992 1080.504	188.53 195.24 201.95 208.66 215.37 222.08 228.78	93.362 96.696 100.03 103.364 106.698 110.032 113.366
3200	28 29 30 31 32 33 34	47.292 40.659 50.064 51.42 52.754 54.073 55.357	55.432 57.094 58.712 60.326 61.911 63.485 65.011	792.44 820.47 848.5 876.53 904.56 932.59 960.62	950.928 984.564 1018.2 1051.836 1085.472 1119.108 1152.744	198.35 205.41 212.47 219.53 226.59 233.65 240.71	99.661 103.22 106.779 110.338 113.897 117.456 121.015
3500	31 32 33 34 35	56.291 57.75 59.195 60.599 62.05	66.04 67.775 69.5 71.168 72.865	958.98 969.67 1020.36 1051.05 1081.74	1150.776 1187.604 1224.432 1261.26 1298.088	235.94 243.53 251.12 258.71 266.3	120.788 124.684 128.58 132.476 136.372

 

Параметры пластинчатого радиатора диаметром 535 мм.

Расстояние до центра (Единицы измерения: мм)	Количество плавников	Самоохлаждение- излучающая поверхность Единицы: м²	с ветровым-излучающим охлаждением площадь Единицы: м²	1,0 Толщина поппера Единицы: кг	1.2 Толщина поппера Единицы: кг	Единицы веса масла: кг	Геометрическая площадь Единицы: м²
1800	16 17 18 19 20 21 22	16.611 17.608 18.522 19.422 20.317 21.19 22.065	19.354 20.54 21.61 22.68 23.737 24.778 25.813	268.96 285.25 301.54 317.83 334.12 350.41 366.7	322.752 342.3 361.848 381.396 400.944 420.492 440.04	76.24 80.96 85.68 90.4 95.12 99.84 104.56	32.984 35.051 37.118 39.185 41.252 43.319 45.386
2000	18 19 20 21 22 23 24	20.616 21.618 22.615 23.586 24.561 25.521 26.455	24.054 25.246 26.423 27.582 28.735 29.861 30.971	333.54 351.61 369.68 387.75 405.82 423.89 441.96	400.248 421.932 443.616 465.3 486.984 508.668 530.352	92.18 97.26 102.34 107.42 112.5 117.58 122.66	41.34 43.643 45.946 48.249 50.552 52.855 55.158
2500	20 21 22 23 24 25 26	28.36 29.576 30.801 32.006 33.175 34.353 35.51	33.138 34.592 36.04 37.451 38.841 40.224 41.612	458.46 480.97 503.48 525.99 548.5 571.01 593.52	550.152 577.164 604.176 631.188 658.2 685.212 712.224	120.39 126.37 132.35 138.33 144.31 150.29 156.27	57.681 60.574 63.467 66.36 69.253 72.146 75.039
2750	22 23 24 25 26 27 28	33.921 35.249 36.535 37.833 39.108 40.362 41.608	39.693 41.246 42.776 44.299 45.83 47.309 48.778	551.21 575.89 600.57 625.25 649.93 674.61 699.29	661.452 691.068 720.684 750.3 779.916 809.532 839.148	142.28 148.71 155.14 161.57 168 174.43 180.86	69.925 73.113 76.301 79.489 82.677 85.865 89.053
3000	24 25 26 27 28 29 30	39.895 41.313 42.705 44.074 45.435 46.757 48.1	46.711 48.374 50.047 51.661 53.265 54.859 56.413	655.04 681.99 708.94 735.89 762.84 789.79 816.74	786.048 818.388 850.728 883.068 915.408 947.748 980.088	165.96 172.84 179.72 186.6 193.48 200.36 207.24	83.348 86.831 90.314 93.797 97.28 100.763 104.246
3250	26 27 28 29 30 31 32	46.303 47.787 49.263 50.695 52.153 53.568 54.956	54.265 56.014 57.753 59.482 61.166 62.855 64.502	765.35 794.47 823.59 852.71 881.83 910.95 940.07	918.42 953.364 988.308 1023.252 1058.196 1093.14 1128.084	191.45 198.78 206.11 213.44 220.77 228.1 235.43	97.952 101.73 105.508 109.286 113.064 116.842 120.62
3500	28 29 30 31 32 33 34	53.09 54.632 56.205 57.33 59.226 60.713 62.153	62.24 64.104 65.918 67.74 69.514 71.278 72.992	884.54 915.84 947.14 978.44 1009.74 1041.04 1072.34	1061.448 1099.008 1136.568 1174.128 1211.688 1249.248 1286.808	218.73 226.51 234.29 242.07 249.85 257.63 265.41	113.735 117.808 121.881 125.954 130.027 134.1 138.173