Priverstiniai alyvos ir priverstiniai vandens aušintuvai transformatoriams

 Priverstiniai{0}}alyvos aušintuvai (FOC)

(I) Darbo principas

Priverstinės{0}}alyvos aušintuvai yra pagrįsti pagrindine „priverstinės cirkuliacijos + oro aušinimo“ logika, panaikinančia natūralios alyvos cirkuliacijos aušinimo priklausomybę nuo temperatūrų skirtumo. Aktyviai varydami alyvos srautą, kad paspartintų cirkuliaciją, jie žymiai pagerina šilumos išsklaidymo efektyvumą. Pagal Tarptautinės elektrotechnikos komisijos (IEC) standartą 60076-2:2011, jo aušinimo metodas yra užkoduotas kaip OFAF (Oil Forced{11}}Air Forced), ty vidinė priverstinė alyvos cirkuliacija ir išorinė priverstinė oro cirkuliacija. Eksploatacijos metu tam skirtas povandeninis siurblys ištraukia karštą alyvą iš viršutinio bako sluoksnio, suspaudžia ją ir siunčia į aušintuvo korpuso šilumos išsklaidymo vamzdžių pluoštą. Tuo pačiu metu įsijungia aušinimo ventiliatorius, priversdamas orą greitai tekėti per šilumos išsklaidymo vamzdžių paviršių. Per šilumos laidumą ir konvekciją karštame aliejuje esanti šiluma greitai perduodama orui. Atvėsinta transformatoriaus alyva turi žemesnę temperatūrą ir padidintą tankį, teka atgal į transformatoriaus bako apačią per apatinį jungiamąjį vamzdį, kad vėl atvėsintų šerdį ir apvijas, sudarydama pilną priverstinės alyvos cirkuliacijos šilumos išsklaidymo kilpą, kuri nuolat pašalina įrangos veikimo metu susidariusią šilumą.

(2) Struktūrinė sudėtis

Priverstinį alyvos aušintuvą daugiausia sudaro aušintuvo korpusas, povandeninis siurblys, aušinimo ventiliatorius, alyvos vamzdynų sistema, elektrinis valdymo blokas ir pagalbiniai apsaugos komponentai. Aušintuvo korpusas paprastai turi vamzdinę-pelekę, o šilumos išsklaidymo vamzdeliai pagaminti iš korozijai-atsparių, didelio-šilumai-laidumo varinių arba aliuminio vamzdžių, kurie iš išorės yra padengti, kad padidėtų šilumos išsklaidymo plotas. Panardinamasis siurblys, kaip alyvos cirkuliacijos energijos šaltinis, pasižymi dideliu efektyvumu, mažu triukšmu ir atsparumu alyvos korozijai, todėl užtikrina stabilią alyvos cirkuliaciją. Aušinimo ventiliatorius dažniausiai yra ašinis srauto ventiliatorius, valdomas temperatūros jutikliu, įsijungiantis tik tada, kai alyvos temperatūra pasiekia nustatytą vertę, taip taupant energiją. Elektrinis valdymo blokas yra atsakingas už bendrą alyvos siurblio ir ventiliatoriaus paleidimo ir sustabdymo valdymą, taip pat integruoja temperatūros ir alyvos srauto stebėjimo funkcijas. Pagalbiniai apsaugos komponentai apima alyvos srauto indikatorius ir slėgio perkryčio signalizatorius, kurie gali duoti pavojaus signalus sugedus alyvos cirkuliacijai arba esant neįprastiems alyvos{10}vandens slėgio skirtumams, užtikrinant įrangos saugą.

(3) Pagrindinės funkcijos ir taikymo scenarijai
Pagrindinis priverstinių alyvos aušintuvų pranašumas yra didelis šilumos išsklaidymo efektyvumas. Palyginti su alyvos panardinamuoju oru aušinimo (ONAF) metodais, jų šilumos išsklaidymo efektyvumas gali būti padidintas daugiau nei 30%, o tai gali patenkinti didelių transformatorių šilumos išsklaidymo poreikius esant didelei apkrovai; Konstrukcija yra gana kompaktiška ir gali būti montuojama tiesiai ant transformatoriaus korpuso, maža ploto ir vidutinės priežiūros darbų apkrova; Didelis prisitaikymas, gali reguliuoti šilumos išsklaidymo pajėgumą didinant arba sumažinant veikiančių aušintuvų skaičių, atsižvelgiant į transformatoriaus apkrovos pokyčius, ir pasiekti apkrovos ir šilumos išsklaidymą.

Jos taikymo scenarijuose daugiausia dėmesio skiriama dideliems{0}}aukštos įtampos transformatoriams, ypač galios transformatoriams, kurių įtampos lygis yra 220 kV ir didesnis, o galia 120 MVA ar didesnė, kurie plačiai naudojami pastotėse, elektrinėse, pramonės įmonėse ir kituose scenarijuose. Ypatinguose scenarijuose, pvz., vidutinio kanalo lanksčiose tiesiai atgal-į-atgalinės keitiklio stotyse, mažo-triukšmo priverstiniai alyvos aušintuvai taip pat naudojami darbo triukšmui sumažinti, kartu su mažo-triukšmo panardinamaisiais siurbliais, siekiant sumažinti įrangos veikimo poveikį supančiai aplinkai.

Transformatorių priverstiniai vandens aušintuvai (FWC).
(1) Veikimo principas

Priverstinis vandens aušintuvas naudoja dvigubą priverstinio aušinimo režimą „priverstinė alyvos cirkuliacija + vandens aušinimas“, o jo standartinis aušinimo būdas yra koduojamas kaip OFWF (priverstinis vandens srautas), o tai reiškia vidinę alyvos priverstinę cirkuliaciją ir išorinę vandens priverstinę cirkuliaciją. Pagrindinė logika yra panaudoti didelę vandens savitąją šiluminę talpą ir šilumos laidumą, palyginti su oru, ir pasiekti efektyvų šilumos išsklaijimą per alyvos -vandens šilumos mainus. Veikimo metu panardinamasis alyvos siurblys ištraukia karštą alyvą iš transformatoriaus alyvos bako ir siunčia ją į alyvos -vandens šilumokaitį (aušintuvo korpusą). Tuo pačiu metu cirkuliacinis vandens siurblys siurbia aušinimo vandenį (dažniausiai pramoninį cirkuliacinį vandenį arba upės vandenį) į kitą šilumokaičio kanalą. Karštas aliejus ir aušinimo vanduo teka priešingomis kryptimis šilumokaičio viduje, o šilumos laidumo dėka karštame aliejuje esanti šiluma greitai pereina į aušinimo vandenį; Atvėsinta transformatoriaus alyva teka atgal į alyvos baką ir toliau dalyvauja aušinimo cikle, o aušinimo vanduo, kuris sugeria šilumą, išleidžiamas iš aušintuvo. Po tolesnio apdorojimo aušinimo metu jis gali būti perdirbamas arba tiesiogiai išleidžiamas, suformuojant dvigubą aušinimo kontūrą „alyvos cirkuliacija + vandens cirkuliacija“.

Verta paminėti, kad eksploatacijos metu būtina užtikrinti, kad alyvos slėgis būtų didesnis nei vandens slėgis. Jei šilumos mainų vamzdis plyš ir vanduo pateks į transformatoriaus alyvą, tai sugadins izoliaciją ir sukels katastrofiškas avarijas. Todėl šiai sistemai keliami itin aukšti sandarinimo našumo reikalavimai.

(2) Konstrukcinė sudėtis Priverstinio vandens aušintuvo konstrukcija yra sudėtingesnė nei priverstinio alyvos aušintuvo, kurią daugiausia sudaro aušintuvo korpusas, panardinamasis alyvos siurblys, cirkuliacinis vandens siurblys, alyvos{1}}vandens vamzdynų sistema, elektrinis valdymo blokas ir saugos apsaugos įtaisai. Aušintuvo korpusą (alyvos -vandens šilumokaitis) sudaro viena alyvos kamera ir dvi vandens kameros. Alyvos kamera užpildyta tankiai supakuotais aušinimo vamzdeliais, kuriais teka aušinamasis vanduo. Išorinė alyvos kamera pertvaromis yra padalinta į kelis kanalus, todėl karšta alyva vingiuotai tekės per aušinimo vamzdžių paviršių ir pagerina šilumos mainų efektyvumą. Vandens kamera yra padalinta į viršutinę ir apatinę kameras, o apatinė vandens kamera dar padalinta į dvi ertmes, todėl aušinimo vanduo gali tekėti abiem kryptimis, o tai dar labiau padidina šilumos išsklaidymą. Alyvos-vandens vamzdynų sistemoje yra vožtuvai, filtrai ir kiti komponentai, skirti reguliuoti alyvos ir vandens srautą, filtruoti nešvarumus ir užkirsti kelią vamzdžių užsikimšimui. Be alyvos srauto indikatorių ir diferencinio slėgio signalų, saugos apsaugos įtaisuose yra vandens lygio stebėjimo ir vandens slėgio stebėjimo komponentai, skirti stebėti vandens cirkuliacijos sistemos veikimo būseną realiu laiku ir operatyviai aptikti nuotėkius, vandens trūkumą ir kitas problemas.

(3) Pagrindinės funkcijos ir taikymo scenarijai

Didžiausias priverstinių vandens aušintuvų privalumas – itin didelis šilumos išsklaidymo efektyvumas. Esant tokiam pačiam aušinimo pajėgumui, jų tūris yra daug mažesnis nei priverstinių alyvos aušintuvų, jie yra lengvesni ir veikia mažesniu triukšmu (be ventiliatoriaus triukšmo), todėl juos lengviau montuoti patalpose ir pritaikyti scenarijui, kai keliami griežti triukšmo ir erdvės reikalavimai. Tuo pačiu metu jų šilumos išsklaidymo efektui mažiau įtakos turi aplinkos temperatūra, todėl išlaikomas stabilus šilumos išsklaidymo efektyvumas aukštos-temperatūros aplinkoje, todėl jie tinka transformatoriams, veikiantiems didelės apkrovos ir aukštos temperatūros sąlygomis.

Jų apribojimai daugiausia susiję su dideliu sistemos sudėtingumu, aukštais aušinimo vandens kokybės ir tiekimo stabilumo reikalavimais, būtinybe reguliariai prižiūrėti vandens cirkuliacinę sistemą, papildyti aušinimo vandenį, įpilti antifrizo ir valyti šilumokaičius; ir santykinai trumpas vandeniu{0}}aušinamų sistemų eksploatavimo laikas, todėl sunku pasiekti tokią pat eksploatavimo trukmę kaip ir transformatoriaus (paprastai 40 metų fizinio naudojimo), todėl vėlesnės priežiūros išlaidos ir įrangos keitimo dažnumas didėja.

Taikymo scenarijai daugiausia sutelkti vietovėse, kuriose gausūs vandens ištekliai ir lengvas drenažas, pavyzdžiui, pagrindiniai transformatoriai hidroelektrinių pastatuose; ir vietose, kuriose yra ribota erdvė ir griežti triukšmo reikalavimai, pavyzdžiui, požeminėse pastotėse, pastotėse pagrindinėse miesto zonose ir duomenų centruose. Jie taip pat gali būti naudojami itin{1}}didelės talpos transformatoriams aušinti, kad būtų patenkinti šilumos išsklaidymo poreikiai esant ekstremalioms apkrovoms.

Kaip transformatorių šerdies aušinimo įranga, priverstiniai alyvos aušintuvai ir priverstiniai vandens aušintuvai savo unikaliomis struktūromis ir našumu yra pritaikyti skirtingiems pritaikymo scenarijams ir kartu užtikrina saugų ir stabilų transformatorių darbą. Priverstiniai alyvos aušintuvai tapo pagrindiniu didelių transformatorių aušinimo pasirinkimu dėl savo paprastos konstrukcijos, patogios priežiūros ir didelio pritaikomumo; Priverstiniai vandens aušintuvai atlieka nepakeičiamą vaidmenį ypatingais atvejais dėl didelio šilumos išsklaidymo efektyvumo, mažo triukšmo ir kompaktiškumo.

Nuolat tobulinant energijos sistemą, aušintuvo technologija ir toliau bus optimizuojama, o intelektas, efektyvumas ir energijos taupymas taps pagrindine plėtros kryptimi ateityje. Praktikoje būtina moksliškai parinkti ir standartizuoti techninę priežiūrą, remiantis tokiais veiksniais kaip transformatorių eksploatavimo reikalavimai ir įrengimo aplinka, visapusiškai išnaudoti aušinimo sistemų šilumos išsklaidymo efektyvumą, pailginti transformatorių tarnavimo laiką, užtikrinti saugų, efektyvų ir stabilų elektros sistemų darbą, tvirtai palaikyti energijos perdavimą ir tiekimą.