Thesausā{0}}tipa transformatora temperatūras paaugstināšanāsir viena no tām tehniskajām detaļām, kas datu lapā var izskatīties vienkārša, bet patiesībā diezgan daudz stāsta par to, kā transformators darbosies reālajā darbībā.

Ikreiz, kad transformators ir ieslēgts, tas ražo siltumu. Daži nāk no magnētiskā serdeņa, savukārt, palielinoties slodzei, tinumos parasti rodas vairāk siltuma. Tam karstumam ir jātiek prom. Ja tas paliek iesprostots transformatora iekšpusē, temperatūra paaugstinās, izolācija ātrāk noveco, un laika gaitā var ciest uzticamība.

Pamata izteiksmē:

Temperatūras paaugstināšanās=Transformatora temperatūra – Apkārtējās vides temperatūra

Tātad, ja apkārtējais gaiss ir 40 grādi un vidējā tinuma temperatūra sasniedz 140 grādus, tinuma temperatūras paaugstināšanās ir 100 K.

Sausos{0}}tipa transformatorus atdzesē ardrīzāk gaissnekā izolācijas eļļa. Tas padara īpaši svarīgu gaisa plūsmu, ventilāciju, tinumu konstrukciju, izolācijas materiālus un dzesēšanas kanālus. Praksē pats transformators un telpa, kurā tas ir uzstādīts, jāuzskata par vienu siltuma sistēmu.

Kas izraisa temperatūras paaugstināšanos sausā{0}}tipa transformatorā?

Ir vairāki siltuma avoti, betserdes zudumi un tinumu zudumiir tie lielie.

Kodola zudums rodas ikreiz, kad transformators ir iedarbināts. Tas galvenokārt rodas no histerēzes un virpuļstrāvām magnētiskajā kodolā. Atšķirībā no tinuma zudumiem, tie nepazūd, ja transformators ir viegli noslogots.

Tinuma zudumi ir ciešāk saistīti ar slodzes strāvu. Rezistīvo komponentu parasti izsaka šādi:

P = I²R

Tam ir vērts pievērst uzmanību, jo strāva ir kvadrātā. Ja strāva palielinās, tinumu apkure var palielināties daudz ātrāk, nekā jūs varētu gaidīt.Piemēram, ja ir 80% no nominālās strāvas, tinumu zuduma I²R komponents ir aptuveni 64% no vērtības pie nominālās strāvas, pieņemot, ka pārējie apstākļi paliek līdzīgi.

Ir arīklaiņojošie un papildu zaudējumi. Noplūdes plūsma var izraisīt strāvu metāla konstrukciju daļās, radot lokālu apkuri. Harmoniskas strāvas var arī padarīt situāciju sarežģītāku. Iekārtas, piemēram, UPS sistēmas, mainīgas-frekvences piedziņas, saules enerģijas invertori, EV lādētāji un citas jaudas-elektroniskās slodzes var radīt harmonikas un palielināt transformatora sildīšanu.

Tātad galīgā temperatūra būtībā ir līdzsvars:cik daudz siltuma transformators ražo, salīdzinot ar to, cik daudz siltuma tas var atbrīvoties.

Apkārtējās vides temperatūrai arī ir nozīme. Transformatoram, kas darbojas karstā elektriskajā telpā, ir mazāka termiskā rezerve nekā tam pašam transformatoram, kas uzstādīts vēsākā, labi vēdināmā{1}}telpā.

Temperatūras paaugstināšanās ne-sveķu sauso-tipa transformatoriem

Ne-sausie{1}}sveķu tipa transformatoros tiek izmantotas izolācijas sistēmas, kas nav atkarīgas no pilnīgas epoksīdsveķu iekapsulēšanas. Atkarībā no konstrukcijas tinumos var izmantot laku, stiklšķiedru, Nomex, gaisa izolāciju vai citus cietus izolācijas materiālus.

Tā kā ap tinumiem nav bieza liešanas -sveķu slāņa, gaisa plūsmai var būt īpaši svarīga loma. Dizainam ir jānodrošina pietiekami daudz vietas, lai siltums varētu pārvietoties prom no aktīvajām daļām, neradot nevajadzīgus termiskos šķēršļus.

Siltuma izkliedes virsma ne-sveķiem sausiem-tipa transformatoriem

Thesiltuma izkliedes virsma ne-sveķu sausajiem-tipa transformatoriembūtībā ir platība, kas pieejama siltuma pārnesei apkārtējā gaisā.

Siltumam, kas rodas serdenī un tinumos, ir jāpārvietojas caur izolāciju un konstrukcijas sastāvdaļām, pirms tas sasniedz gaisu. Labs siltuma dizains nodrošina šim siltumam pietiekami tiešu ceļu no transformatora.

Tinumu ģeometrijašeit ir nozīme. Radiālie un aksiālie gaisa kanāli var palīdzēt vēsākam gaisam iekļūt transformatora apakšējās daļās, kamēr siltāks gaiss paceļas un iziet cauri augšējām sekcijām. Dabiski atdzesētos transformatoros šī cirkulācija galvenokārt notiek caurkonvekcija.

Tas izklausās vienkārši, taču uzstādīšana var viegli traucēt.

Ja transformators ir uzstādīts pārāk tuvu sienai, ventilācijas atveres ir bloķētas vai elektriskajā telpā ir slikta gaisa cirkulācija, faktiskā darba temperatūra var būt daudz augstāka nekā gaidīts.

Lielākām vienībām var izmantot piespiedu{0}}gaisa dzesēšanu, lai palielinātu gaisa plūsmu un nodrošinātu papildu jaudu. Bet ar ventilatora nolikšanu blakus transformatoram nepietiek. Gaisam ir jāsasniedz paredzētie dzesēšanas ceļi transformatora iekšpusē.

Siltuma slodze no -sveķiem nesausiem-tipa transformatoriem

Thesiltuma slodze no -sveķu sausajiem-tipa transformatoriemgalvenokārt ir saistīts ar to kopējiem zaudējumiem faktiskajos darbības apstākļos.

Kodola zudumi rodas ikreiz, kad transformators tiek iedarbināts, savukārt tinumu zudumi mainās līdz ar slodzi. Kad strāva tuvojas nominālajai vērtībai, tinumu sildīšana ievērojami palielinās I²R attiecības dēļ.

Arī pati savienotā slodze ir pelnījusi uzmanību. Transformatoram, kas nodrošina vienkāršu lineāro slodzi, var būt diezgan paredzams termiskais profils. Transformators, kas baro UPS aprīkojumu, mainīga-ātruma piedziņas, taisngriežus vai citas nelineāras slodzes, var būt cits stāsts.

Harmoniskās strāvas var palielināt papildu zudumus un izraisīt papildu apsildi tinumos un metāla daļās. Tas ir īpaši svarīgi datu centros, rūpniecības uzņēmumos, atjaunojamās enerģijas projektos un EV uzlādes iekārtās.

Šiem lietojumiem transformatora izvēlei nevajadzētu balstīties tikai uz datu plāksnītes kVA. Var būt jāņem vērā harmoniskais saturs, slodzes profils, paredzamās darba stundas un slodzes pieaugums nākotnē.

Temperatūras paaugstināšanās ne-sveķu sauso-tipa transformatoriem

Thetemperatūras paaugstināšanās ne-sveķu sauso-tipa transformatorosnosaka līdzsvars starp siltuma veidošanos un siltuma izkliedi.

Kad transformators pirmo reizi tiek ieslēgts, tā temperatūra pakāpeniski palielinās. Tā kā temperatūras starpība starp transformatoru un apkārtējo gaisu kļūst lielāka, palielinās arī siltuma izkliede. Galu galā transformators sasniedz relatīvi stabilu termisko stāvokli.

Bet temperatūra ne visur ir vienāda.

Kodols, tinumi, izolācija, skavas un konstrukcijas sastāvdaļas var darboties dažādās temperatūrās. Dažas tinuma daļas var kļūt ievērojami karstākas par vidējo tinuma temperatūru. Šīs zonas parasti sauc par karstajiem punktiem.

Šī atšķirība ir svarīga, jo izolācijas novecošanos spēcīgi ietekmē karstākie apgabali. Transformatora ārpuses mērīšana var sniegt noderīgu informāciju apkopes laikā, taču tā ne vienmēr norāda, kas notiek tinuma iekšpusē.

IEC 60076-11 nosaka prasības sausā tipa transformatoru temperatūras-paaugstināšanās testēšanai. Kopējās atsauces vērtības ietver aptuveni80 K B klases izolācijai, 100 K F klasei un 125 K H klasei, atkarībā no piemērojamā standarta un transformatora konstrukcijas.

Sveķu sauso{0}}tipa transformatoru temperatūras paaugstināšanās

Īpaši sveķu sausie{0}}transformatorilietie -sveķu transformatori, izmantojiet epoksīda sveķus kā svarīgu tinumu izolācijas sistēmas sastāvdaļu.

Sveķi nodrošina elektrisko izolāciju un mehānisko atbalstu, vienlaikus palīdzot aizsargāt tinumus no mitruma, putekļiem un citiem vides piesārņotājiem. Tajā pašā laikā tas kļūst par siltuma-pārvades ceļa daļu.

Tas nozīmē sveķu materiāla termiskās īpašības. Tāpat arī tinumu izvietojums, vadītāja izmērs, sveķu biezums, dzesēšanas kanāli un kopējie transformatora zudumi.

Lieto sveķu transformatorus parasti izmanto komerciālās ēkās, rūpniecības uzņēmumos, atjaunojamās enerģijas iekārtās, transporta infrastruktūrā un citos lietojumos, kur svarīga ir vides aizsardzība un uzticama izolācija.

Temperatūras paaugstināšanās sveķu sausā{0}}tipa transformatora kodolā

Thetemperatūras paaugstināšanās sveķu sausā-tipa transformatora serdenīgalvenokārt nāk nopamatzaudējumi.

Histerēze un virpuļstrāvas{0}}zaudējumirodas ikreiz, kad kodols ir barots. To līmenis ir atkarīgs no magnētiskā materiāla, darbības frekvences, plūsmas blīvuma, laminēšanas biezuma un vispārējā serdes dizaina.

Augstas kvalitātes-elektrotērauda izmantošana un magnētiskās plūsmas blīvuma uzturēšana atbilstošā diapazonā var palīdzēt samazināt serdes zudumus. Taču zaudējumu samazināšana ir tikai daļa no darba. Siltumam, kas paliek, joprojām ir nepieciešams labs ceļš ārā no transformatora.

Pārmērīga izkliedēta plūsma vai slikta magnētiskā konstrukcija var arī radīt lokālu apsildi kodolā un blakus esošajos metāla komponentos. Tāpēc elektromagnētiskais un termiskais dizains ir jāapsver kopā, nevis atsevišķi.

Rūpnīcas temperatūras{0}}paaugstināšanās testēšanas laikā transformators tiek darbināts, līdz tas sasniedz stabilu termisko stāvokli. Izmērītie rezultāti apstiprina, ka tā var darboties tā nominālajos apstākļos, nepārsniedzot noteiktās robežas.

Sveķu sauso{0}}tipa transformatora tinumu temperatūras paaugstināšanās

Thesveķu sausā{0}}tipa transformatora tinumu temperatūras paaugstināšanāsir viens no svarīgākajiem termiskajiem apsvērumiem, kas jāņem vērā, izstrādājot sveķu transformatoru-.

Strāva, kas plūst caur vadītājiem, rada siltumu. Šim siltumam ir jāpārvietojas caur izolāciju un sveķiem, pirms tas var sasniegt apkārtējo gaisu.

Rezultātā vadītāja izmērs, strāvas blīvums, tinumu izvietojums, izolācijas biezums, sveķu termiskās īpašības, dzesēšanas ceļi un slodzes zudumi ietekmē galīgo tinuma temperatūru.

Un atkal temperatūra tinuma iekšpusē nav pilnīgi vienmērīga. Iekšējais karstais punkts var būt ievērojami karstāks nekā sveķu ārējā virsma.

Tāpēc infrasarkanais termometrs ir noderīgs ārējo apstākļu pārbaudei apkopes laikā, taču tas pats par sevi nevar noteikt faktisko iekšējo karstā punkta temperatūru.

Tas kļūst vēl svarīgāks ar prasīgām slodzēm. Rūpnieciskās iekārtas, datu centri, atjaunojamās enerģijas iekārtas un jaudas{1}}elektroniskās sistēmas var radīt strauji mainīgus vai salīdzinoši augstus slodzes līmeņus. Šiem lietojumiem izvēlētais transformators ir jānovērtē, pamatojoties uz tā faktisko darbības profilu, nevis tikai tā nominālo kVA reitingu.

Temperatūras paaugstināšanās un izolācijas klase

Izolācijas termiskā klase ir vēl viena svarīga temperatūras{0}}paaugstināšanās attēla daļa.

Piemēram, ja apkārtējā temperatūra ir 40 grādi un norādītais temperatūras pieaugums ir 100 K, vidējā tinuma temperatūra būtu aptuveni 140 grādi.

Tas nenozīmē, ka katrs tinuma punkts ir tieši 140 grādi. Iekšējie karstie punkti var būt augstāki.

Augstāka izolācijas klase nodrošina lielāku siltuma jaudu, taču to nevajadzētu interpretēt kā iemeslu transformatora apzinātai darbināšanai karstāk. Darba temperatūras kontrole joprojām palīdz samazināt izolācijas novecošanos un nodrošina lielāku siltuma rezervi.

Sveķi salīdzinājumā ar ne-sveķu sauso-tipa transformatora temperatūras paaugstināšanos

Gan sveķu, gan ne{0}}sveķu tipa sausie-transformatori var nodrošināt uzticamu siltuma veiktspēju, ja tie ir pareizi izstrādāti.

Nav vienkāršu noteikumu, sakot, ka vienam veidam vienmēr ir zemāks temperatūras pieaugums.

Labi{0}}izstrādāts transformators bez sveķiem var efektīvi izkliedēt siltumu, izmantojot atvērtas tinumu struktūras un labu gaisa plūsmu. Tikmēr lietie -sveķu transformatori var apvienot spēcīgu mehānisko un vides aizsardzību ar labu siltuma veiktspēju, ja tā sveķu un tinumu dizains ir pareizi izstrādāts.

Labāka izvēle ir atkarīga no pielietojuma, uzstādīšanas vides, nepieciešamās izolācijas sistēmas, slodzes apstākļiem un projekta specifikācijām.

Kā kontrolēt sausā{0}}transformatora temperatūras paaugstināšanos

Pamatideja ir diezgan vienkārša:radīt mazāk siltuma un efektīvāk noņemt radīto siltumu.

Zemu-zaudējumu serdes materiāli, pareiza izmēra vadītāji, optimizētas tinumu struktūras un efektīvi dzesēšanas kanāli var palīdzēt samazināt temperatūras paaugstināšanos projektēšanas stadijā.

Tikpat svarīgi ir pareizi izvēlēties transformatora izmērus. Transformators, kas nepārtraukti darbojas ar pilnu slodzi vai tuvu tai, dabiski piedzīvos lielāku termisko spriegumu nekā tas, kuram ir neliela jauda.

Svarīga ir arī uzstādīšanas vide. Ap transformatoru jābūt pietiekami daudz vietas gaisa cirkulācijai, un ventilācijas atverēm jāpaliek brīvām. Ja transformators ir uzstādīts elektriskajā telpā, telpas ventilācijas vai gaisa kondicionēšanas sistēmai ir jāņem vērā transformatora izdalītais siltums.

Transformatoriem, kas paredzēti AN/AF darbībai, piespiedu{0}}gaisa dzesēšana var nodrošināt papildu jaudu liela pieprasījuma periodos. Ventilatori un vadības ierīces ir regulāri jāpārbauda, ​​lai nepieciešamības gadījumā būtu pieejama papildu dzesēšana.

Regulāra apkope var novērst daudzas termiskās problēmas, no kurām iespējams izvairīties. Putekļu uzkrāšanās var ierobežot gaisa plūsmu, savukārt vaļīgi elektriskie savienojumi var radīt lokālus karstos punktus. Ja ir nelineāras slodzes, harmonisko strāvu pārbaude var arī palīdzēt identificēt negaidītus transformatora sildīšanas avotus.

Kāpēc temperatūras paaugstināšanās ir svarīga transformatora kalpošanas laikā

Temperatūrai ir tieša saistība ar izolācijas novecošanos. Nepārtraukta darbība pārmērīgā temperatūrā var paātrināt izolācijas nolietošanos un galu galā saīsināt transformatora kalpošanas laiku.

Tomēr temperatūras paaugstināšanos nevajadzētu apsvērt atsevišķi. Izolācijas klase, apkārtējā temperatūra, slodze, dzesēšanas metode un transformatora dizains darbojas kopā.

Tāpēc, izvēloties sausā-tipa transformatoru, labāk ir ņemt vērā pamatsprieguma un kVA vērtības. Svarīgas termiskās specifikācijas ietver temperatūras paaugstināšanos, izolācijas klasi, dzesēšanas metodi, bez-slodzes zudumu, slodzes zudumu, apkārtējās vides temperatūru, uzstādīšanas augstumu, harmonisko slodzi un paredzamo slodzes profilu.

Secinājums

Thesauso{0}}tipa transformatoru temperatūras paaugstināšanāsir svarīga transformatora veiktspējas un uzticamības novērtēšanas sastāvdaļa. Serde, tinumi, klaiņojošie un papildu zudumi rada siltumu, savukārt transformatora konstrukcijas un uzstādīšanas vide nosaka, cik efektīvi šis siltums tiek noņemts.

Parne-sveķu sausie-tipa transformatori, īpaši svarīga loma ir siltuma izkliedes virsmai, gaisa plūsmai un tinumu dzesēšanas kanāliem. Parsveķu sausie{0}}tipa transformatori, sveķu termiskās īpašības un iekapsulēto tinumu dizains ir vienlīdz nozīmīgas.

Temperatūras -paaugstinājuma vērtību nekad nevajadzētu uzskatīt par izolētu skaitli. Tas ir daudz saprātīgāks, ja tiek ņemts vērā izolācijas klase, apkārtējās vides temperatūra, transformatora slodze, dzesēšanas metode, zudumi, augstums un harmonikas saturs.

Rūpnieciskām iekārtām, komerciālām ēkām, atjaunojamās enerģijas projektiem, datu centriem un citiem prasīgiem lietojumiem, izvēloties sausā-tipa transformatoru ar pareizo termisko dizainu, var kontrolēt darba temperatūru, palēnināt izolācijas novecošanos un nodrošināt uzticamu darbību transformatora kalpošanas laikā.

Sazinieties tagad