Для инженеров подстанций, EPC-подрядчиков и управляющих промышленными электроэнергетическими активами проект системы вентиляции внутренней масляной трансформаторной установки является основным показателем безопасности и производительности.
Силовые масляные трансформаторы, работающие по протоколам Oil Natural Air Natural (ONAN) или Oil Natural Air Forced (ONAF), выделяют значительное количество тепла из-за потерь в меди в обмотках и потерь в сердечнике. Если внутреннее помещение подстанции не сможет рассеивать эту совокупную тепловую нагрузку, температура окружающей среды будет расти экспоненциально.
Согласно термическим стандартам IEC 60076-2, чрезмерное тепло ускоряет разрушение целлюлозно-бумажной изоляции трансформатора и диэлектрического масла, напрямую сокращая срок его службы и увеличивая риск взрыва из-за избыточного давления или пожара.
1. Количественная оценка тепловых потерь и расчет воздушного потока
Соответствующую требованиям систему вентиляции невозможно спроектировать на основе догадок; его необходимо рассчитывать непосредственно на основе данных о максимальном тепловыделении трансформатора (общие потери при 75 градусах Цельсия, представляющие потери холостого хода плюс потери под нагрузкой).
Чтобы поддерживать температуру окружающей среды в помещении подстанции в стандартных безопасных рабочих пределах (обычно обеспечивая, чтобы температура окружающего воздуха не превышала 40 градусов Цельсия, с пределом повышения температуры в помещении на 10–15 градусов Цельсия выше температуры наружного приточного воздуха), минимальный объемный расход воздуха должен удовлетворять строгим термодинамическим уравнениям.
Стандартное инженерное правило при номинальных условиях уровня моря гласит, что на каждый 1 киловатт (кВт) общих потерь мощности трансформатора требуется минимальная скорость вентиляционного воздушного потока примерно от 4 до 5 кубических метров в минуту (м3/мин) или от 240 до 300 кубических метров в час (м3/ч). Например, распределительный трансформатор средней мощности с общими потерями в сердечнике и меди мощностью 15 кВт требует непрерывной скорости воздухообмена не менее 3600 кубических метров в час.
2. Проект естественной вентиляции: определение размеров входных и выходных жалюзи
Естественная вентиляция использует термодинамический эффект дымохода, при котором холодный воздух поступает из нижних отверстий в стенах, поглощает тепло, излучаемое баком трансформатора, расширяется и выходит через вентиляционные отверстия в крыше или верхних стенах на верхнем уровне.
Расположение жалюзи: Отверстие для забора свежего воздуха (впускное отверстие) должно быть расположено как можно ниже, примерно на уровне пола помещения и в идеале прямо напротив ребер радиатора трансформатора. Отверстие для выпуска горячего воздуха (выпускное отверстие) должно быть расположено на противоположной стене в самой высокой точке под потолком, чтобы максимизировать эффективную высоту тепловой трубы.
Требования к геометрической площади: Из-за сопротивления воздушному потоку, создаваемого защитными проволочными сетками, сетками от насекомых и жалюзи, чистая свободная площадь отверстий значительно меньше физических размеров выреза. В качестве стандартного инженерного решения площадь выпускных жалюзи верхнего уровня должна быть спроектирована примерно на 10–15 % больше, чем площадь впускных жалюзи нижнего уровня, чтобы учесть объем теплового расширения выходящего горячего воздуха.
3. Ограничения принудительной механической вентиляции
Когда естественная вентиляция не может удовлетворить обязательные объемы воздухообмена, например, на глубоких подземных подстанциях, в тропических зонах с высокими температурами или когда компактная геометрия помещения ограничивает физический размер настенных жалюзи, принудительная механическая вентиляция с использованием взрывозащищенных промышленных вентиляторов не подлежит обсуждению.
Выбор вентилятора и статическое давление: Вентиляторы следует выбирать на основе общей объемной производительности (м3/ч) и статического давления (выраженного в паскалях или мм водного столба), чтобы преодолеть структурное сопротивление воздуховодов, жалюзи и противопожарных клапанов.
Термостатическая интеграция: Механические вытяжные вентиляторы должны управляться автоматически с помощью регулируемых цифровых термостатов окружающей среды. Триггер запуска вентилятора обычно следует настраивать, когда температура воздуха в помещении трансформатора превышает 35 градусов Цельсия, а сигнал аварийного отключения подается на главный автоматический выключатель среднего напряжения на входе, если температура в помещении превышает 55 градусов Цельсия.
Направленность воздушного потока: Механическая вытяжка должна обеспечивать подачу воздуха непосредственно через радиатор трансформатора, избегая мертвых зон или карманов застойного горячего воздуха вблизи верхней части бака трансформатора или кабельных клеммных коробок.
4. Критические критерии инженерной безопасности и экологии.
Противопожарные и дымовые заслонки: Поскольку масляные трансформаторы содержат горючие диэлектрические жидкости, все вентиляционные отверстия, ведущие в соседние помещения КРУ или общественные коридоры, должны быть оборудованы автоматическими противопожарными клапанами. Эти заслонки должны автоматически закрываться с помощью плавких вставок или электронных сигналов, если температура окружающего воздуха достигает 70 градусов Цельсия, полностью изолируя помещение.
Снижение влажности и пыли: Наружные воздухозаборники должны иметь специальные жалюзи, предотвращающие попадание проливного дождя, сильного снегопада или мусора, переносимого ветром. Высокое скопление пыли на радиаторах трансформаторов действует как тепловое одеяло, серьезно снижая эффективность теплопередачи и вынуждая начинать циклы технического обслуживания раньше.
5. Техническая корреляция с Hongheng Oil Transformer Technologies
Выбор трансформатора с улучшенной гидродинамикой и эффективностью активной зоны значительно снижает требования к структурным и капитальным затратам, предъявляемым к системам вентиляции вашего предприятия. В компании Hongheng вся линейка масляных силовых трансформаторов разработана для оптимизации терморегулирования:
Масляные трансформаторы серий S11-M и S13: В этих трехфазных распределительных устройствах используется полностью герметичная конструкция резервуара из гофрированного картона. Гофрированные ребра упруго расширяются и сжимаются при колебаниях температуры, максимально увеличивая площадь охлаждения поверхности. При использовании моделей S13 на стандартных внутренних подстанциях их профиль с низкими потерями нагрузки естественным образом снижает общую требуемую скорость воздухообмена в помещении до 20 процентов по сравнению с устаревшими конфигурациями.
Энергоэффективные трансформаторы серии S22 10 кВ: Серия S22, разработанная в соответствии с новейшими стандартами экологически чистой инфраструктуры со сверхнизкими потерями, использует сердечники из кремниевой стали премиум-класса с ориентированной зернистой структурой. Значительное снижение потерь в сердечнике сводит к минимуму выделение тепла в установившемся режиме, что делает эту модель лучшим выбором для компактных муниципальных подстанций, где пространство естественной вентиляции сильно ограничено.
Трансформаторы трехфазные силовые серии СЗ11-М и СЗ11-35КВ: Эти устройства высокой производительности, предназначенные для тяжелых промышленных распределительных и коммунальных сетей, оснащены устройствами РПН (РПН) и массивами радиаторных ребер для тяжелых условий эксплуатации. Для промышленного применения внутри помещений в этих устройствах предусмотрены специальные зоны установки для узлов вентиляторов вторичного принудительного воздушного охлаждения (конверсия ONAF), что упрощает интеграцию с платформами SCADA HVAC в масштабе всего здания.
Справочная таблица по вентиляции подстанций
| Номинальная мощность трансформатора | Типичный режим охлаждения | Стандартное восточное время. Общие тепловые потери (кВт) | Рекомендуемый минимальный расход воздуха (м3/ч) |
| 500 кВА (например, серия S13) | ОНАН (Природный воздух) | 5,5 кВт - 6,5 кВт | 1600 м3/ч Непрерывная |
| 1000 кВА (например, серия S22) | ОНАН (Природный воздух) | 9,0 кВт - 10,5 кВт | 2800 м3/ч Непрерывная |
| 1600 кВА (например, серия SZ11) | Преобразование ОНАН/ОНАФ | 14,0 кВт – 16,5 кВт | 4200 м3/ч Непрерывная |
| 2500 кВА (например, класс мощности 35 кВ) | ONAF (готовность к принудительному воздуху) | 22,0 кВт - 26,0 кВт | 6800 м3/ч Механический Принудительный |
Вывод: сотрудничайте с Hongheng для оптимизации тепловых схем подстанций
Выполнение точных требований к вентиляции для установки масляного трансформатора обеспечивает структурную безопасность, снижает опасность пожара и фиксирует время безотказной работы оборудования в течение стандартного 30-летнего эксплуатационного цикла. При выборе источников первичной энергии одновременное проектирование трансформатора и планировка помещения является признаком успешного развертывания.
Для оценки индивидуальной однолинейной схемы (SLD), точных наборов данных о тепловых потерях для местных коммунальных предприятий или конкурентоспособных ценовых предложений напрямую от завода на масляные силовые установки премиум-класса, соответствующие IEC, свяжитесь с инженерным отделом подстанции по адресу:Распределительный шкаф Hongheng (Zhejiang Gangheng Electric Company Limited)сегодня.