Refredadors d'oli forçat i d'aigua forçats per a transformadors
Refredadors d'oli-forçats (FOC)
(I) Principi de funcionament
Els-refrigeradors d'oli forçats es basen en la lògica bàsica de "circulació forçada + refrigeració per aire", trencant la dependència del refredament de la circulació d'oli natural de la diferència de temperatura. En conduir activament el flux d'oli per accelerar la circulació, milloren significativament l'eficiència de dissipació de calor. Segons l'estàndard 60076-2:2011 de la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC), el seu mètode de refrigeració està codificat com a OFAF (Oil Forced-Air Forced), és a dir, circulació forçada interna d'oli i circulació d'aire forçada externa. Durant el funcionament, una bomba submergible dedicada extreu l'oli calent de la capa superior del dipòsit, el pressuritza i l'envia al feix de tubs de dissipació de calor del cos del refrigerador. Simultàniament, el ventilador de refrigeració s'engega, forçant l'aire a fluir ràpidament per la superfície dels tubs de dissipació de calor. Mitjançant la conducció de calor i la convecció, la calor de l'oli calent es transfereix ràpidament a l'aire. L'oli del transformador refrigerat té una temperatura més baixa i una densitat més gran, tornant a la part inferior del dipòsit del transformador a través del tub de connexió inferior per refredar el nucli i els bobinatges, formant un bucle de dissipació de calor de circulació forçada d'oli que elimina contínuament la calor generada durant el funcionament de l'equip.
(2) Composició estructural
El refrigerador d'oli forçat consisteix principalment en el cos del refrigerador, la bomba submergible, el ventilador de refrigeració, el sistema de canonades d'oli, la caixa de control elèctric i els components de protecció auxiliars. El cos més fresc normalment adopta una estructura de tub-aleta, amb els tubs de dissipació de calor fets de tubs de coure o alumini d'alta-conductivitat tèrmica{-resistents a la corrosió-resistents-tèrmics-, amb aletes exteriors per augmentar l'àrea de dissipació de calor. La bomba submergible, com a font d'energia per a la circulació del petroli, presenta una alta eficiència, baix soroll i resistència a la corrosió del petroli, assegurant una circulació estable del petroli. El ventilador de refrigeració és principalment un ventilador de flux axial, controlat per un sensor de temperatura, que s'inicia només quan la temperatura de l'oli arriba al valor establert, aconseguint un funcionament d'estalvi-energètic. La caixa de control elèctric és responsable del control global de l'arrencada i aturada de la bomba d'oli i del ventilador, i també integra funcions de control de la temperatura i el flux d'oli. Els components de protecció auxiliars inclouen indicadors de flux d'oli i senyals de pressió diferencial, que poden emetre senyals d'alarma en cas de fallada en la circulació de l'oli o diferències anormals de pressió d'aigua d'oli-, garantint la seguretat de l'equip.
(3) Característiques bàsiques i escenaris d'aplicació
L'avantatge principal dels refrigeradors d'oli forçats és la seva alta eficiència de dissipació de calor. En comparació amb els mètodes de refrigeració per aire immers en oli (ONAF), la seva eficiència de dissipació de calor es pot augmentar en més d'un 30%, cosa que pot satisfer les necessitats de dissipació de calor dels grans transformadors en funcionament de càrrega elevada; L'estructura és relativament compacta i es pot muntar directament al cos del transformador, amb una petita empremta i una càrrega de treball de manteniment moderada; Forta adaptabilitat, pot ajustar la capacitat de dissipació de calor augmentant o disminuint el nombre de refrigeradors en funcionament segons els canvis en la càrrega del transformador i aconseguir la concordança entre la càrrega i la dissipació de calor.
Els seus escenaris d'aplicació se centren principalment en transformadors d'alta{0}}tensió grans, especialment transformadors de potència amb nivells de tensió de 220 kV o superiors i una capacitat de 120 MVA o superior, que s'utilitzen àmpliament en subestacions, centrals elèctriques, plantes industrials i altres escenaris. En escenaris especials, com ara les estacions convertidores flexibles rectes-a{-de darrere-a-canal mitjà, els refrigeradors d'oli forçats de baix-soroll també s'utilitzen per reduir el soroll de funcionament, combinats amb bombes submergibles de baix-soroll, per minimitzar l'impacte del funcionament de l'equip en l'entorn circumdant.
Refredadors d'aigua forçats (FWC) per a transformadors
(1) Principi de funcionament
El refrigerador d'aigua forçat adopta un mode de refrigeració forçada dual de "circulació forçada d'oli + refrigeració d'aigua", i el seu mètode de refrigeració estàndard està codificat com a OFWF (Oil Forced Water Forced), que significa circulació forçada d'oli interna i circulació forçada d'aigua externa. La lògica bàsica és utilitzar l'alta capacitat calorífica específica i la conductivitat tèrmica de l'aigua en comparació amb l'aire i aconseguir una dissipació eficient de la calor mitjançant l'intercanvi de calor de l'oli-aigua. Durant el funcionament, la bomba d'oli submergible extreu l'oli calent del dipòsit d'oli del transformador i l'envia a l'intercanviador de calor d'oli-aigua (cos refrigerador). Al mateix temps, la bomba d'aigua de circulació bombeja aigua de refrigeració (principalment aigua de circulació industrial o aigua de riu) a l'altre canal de l'intercanviador de calor. L'oli calent i l'aigua de refrigeració flueixen en direccions oposades dins de l'intercanviador de calor i, mitjançant la conducció tèrmica, la calor de l'oli calent es transfereix ràpidament a l'aigua de refrigeració; L'oli del transformador refrigerat torna al dipòsit d'oli per continuar participant en el cicle de refrigeració, mentre que l'aigua de refrigeració que absorbeix la calor es descarrega del refrigerador. Després del tractament de refrigeració posterior, es pot reciclar o abocar directament, formant un circuit de refrigeració dual de "circulació d'oli + circulació d'aigua".
Val la pena assenyalar que durant el funcionament, cal assegurar-se que la pressió de l'oli sigui superior a la pressió de l'aigua. Si el tub d'intercanvi de calor es trenca i l'aigua entra a l'oli del transformador, provocarà danys a l'aïllament i provocarà accidents catastròfics. Per tant, aquest sistema té requisits extremadament alts per al rendiment de segellat.
(2) Composició estructural L'estructura d'un refrigerador d'aigua forçat és més complexa que la d'un refrigerador d'oli forçat, que consisteix principalment en el cos del refrigerador, la bomba d'oli submergible, la bomba d'aigua de circulació, el sistema de canonades d'aigua d'oli-, la caixa de control elèctric i els dispositius de protecció de seguretat. El cos més fred (intercanviador de calor d'oli-aigua) consta d'una cambra d'oli i dues cambres d'aigua. La cambra d'oli està plena de tubs de refrigeració densament empaquetats, a través dels quals flueix l'aigua de refrigeració. La cambra d'oli exterior es divideix en diversos canals per deflectors, assegurant que l'oli calent flueix tortuós per la superfície dels tubs de refrigeració, millorant l'eficiència de l'intercanvi de calor. La cambra d'aigua es divideix en cambres superior i inferior, amb la cambra d'aigua inferior dividida en dues cavitats, permetent que l'aigua de refrigeració flueixi bidireccionalment, millorant encara més la dissipació de la calor. El sistema de canonades d'aigua-oli està equipat amb vàlvules, filtres i altres components per regular el cabal d'oli i d'aigua, filtrar les impureses i evitar l'obstrucció de les canonades. A més dels indicadors de flux d'oli i els senyals de pressió diferencial, els dispositius de protecció de seguretat inclouen components de monitorització del nivell d'aigua i de pressió de l'aigua per controlar l'estat de funcionament del sistema de circulació d'aigua en temps real i detectar ràpidament fuites, escassetat d'aigua i altres problemes.
(3) Funcions bàsiques i escenaris d'aplicació
El major avantatge dels refrigeradors d'aigua forçats és la seva eficiència de dissipació de calor extremadament alta. Per a la mateixa capacitat de refrigeració, el seu volum és molt més petit que els refrigeradors d'oli forçats, són més lleugers i funcionen amb menys soroll (sense soroll del ventilador), facilitant la instal·lació a l'interior i fent-los adequats per a escenaris amb estrictes requisits de soroll i espai. Simultàniament, el seu efecte de dissipació de calor es veu menys afectat per la temperatura ambient, mantenint un rendiment estable de dissipació de calor en entorns d'alta-temperatura, cosa que els fa adequats per a transformadors que funcionen en condicions de càrrega elevada i alta temperatura.
Les seves limitacions es troben principalment en l'alta complexitat del sistema, els alts requisits per a la qualitat de l'aigua de refrigeració i l'estabilitat del subministrament, la necessitat de manteniment regular del sistema de circulació d'aigua, la reposició d'aigua de refrigeració, l'addició d'anticongelant i la neteja dels intercanviadors de calor; i la vida útil relativament curta dels sistemes refrigerats per aigua-, cosa que fa difícil assolir la mateixa vida útil que el transformador (normalment 40 anys de vida física), augmentant els costos de manteniment posteriors i la freqüència de substitució d'equips.
Els escenaris d'aplicació es concentren principalment en zones amb abundants recursos hídrics i de fàcil drenatge, com els transformadors principals en edificis de centrals hidroelèctriques; i en llocs amb espais limitats i requisits estrictes de soroll, com ara subestacions subterrànies, subestacions en àrees centrals urbanes i centres de dades. També es poden utilitzar per refredar transformadors de gran-capacitat per satisfer les necessitats de dissipació de calor sota càrregues extremes.
Com a equips de refrigeració bàsics dels transformadors, els refrigeradors d'oli forçats i els refrigeradors d'aigua forçats, amb les seves estructures i rendiment únics, s'adapten a diferents escenaris d'aplicació i ofereixen conjuntament garanties per al funcionament segur i estable dels transformadors. Els refrigeradors d'oli forçats s'han convertit en l'opció de refrigeració principal per als transformadors grans a causa de la seva estructura senzilla, manteniment convenient i forta adaptabilitat; Els refrigeradors d'aigua forçats juguen un paper insubstituïble en escenaris especials a causa de la seva alta eficiència en la dissipació de calor, baix soroll i compacitat.
Amb el desenvolupament continu del sistema d'energia, la tecnologia més freda es continuarà optimitzant, i la intel·ligència, l'eficiència i l'estalvi d'energia es convertiran en la direcció bàsica de desenvolupament en el futur. En aplicacions pràctiques, és necessari seleccionar i estandarditzar científicament el manteniment en funció de factors com els requisits de funcionament i l'entorn d'instal·lació dels transformadors, utilitzar plenament l'eficiència de dissipació de calor dels sistemes de refrigeració, allargar la vida útil dels transformadors, garantir el funcionament segur, eficient i estable dels sistemes d'alimentació i proporcionar un suport sòlid per a la transmissió i el subministrament d'energia.
