A função principal e a análise técnica do refrigerador de óleo do transformador
1, A indispensável 'responsabilidade de dissipação de calor': o valor central do refrigerador
Durante a operação de um transformador, a perda de corrente parasita por histerese do núcleo de ferro e a perda de resistência do enrolamento continuarão a gerar calor. Se esse calor não puder ser dissipado em tempo hábil, causará um aumento acentuado na temperatura do óleo do transformador. Uma vez que a temperatura do óleo exceda o limite de segurança, não só acelerará o envelhecimento e a deterioração do óleo isolante, reduzirá o seu desempenho de isolamento e eficiência de condutividade térmica, mas também poderá causar falhas graves, como quebra de isolamento e queima de enrolamentos, afectando directamente a continuidade do fornecimento de energia e causando enormes perdas económicas.
A principal missão do resfriador de óleo de transformador é resolver esse problema: ele usa óleo de transformador como meio de transferência de calor e transfere o calor absorvido no óleo para o meio de resfriamento (ar ou água) por meio de troca de calor, de modo que o óleo do transformador resfriado pode fluir de volta para o tanque de óleo, formando um circuito circulante de dissipação de calor. Através deste processo, o resfriador pode controlar de forma estável a temperatura do óleo do transformador dentro da faixa especificada (geralmente a temperatura superior do óleo não excede 95 graus e o aumento médio da temperatura não excede 55 graus), o que não apenas prolonga a vida útil do transformador, mas também garante a confiabilidade do sistema de isolamento, fornecendo garantias importantes para a operação segura e estável da rede elétrica.
2, Compreender o princípio da dissipação de calor: Lógica de troca de calor simples, mas eficiente
O princípio de funcionamento do resfriador de óleo do transformador é baseado na lei física básica de "condução de calor+transferência de calor convectiva". O processo geral é simples e eficiente, e o núcleo pode ser dividido em três etapas para formar um sistema completo de dissipação de calor circulante.
O primeiro passo é coletar calor. O calor gerado pela operação do transformador é primeiro absorvido pelo óleo do transformador no tanque de óleo. À medida que a temperatura do óleo aumenta, a sua densidade diminui e ele flui naturalmente para cima (modo de circulação natural); Se for um transformador de grande capacidade, será forçado a fluir óleo quente através de uma bomba de óleo (modo de circulação forçada) para garantir que o calor seja rapidamente coletado.
A segunda etapa é a troca e dissipação de calor. O óleo quente aquecido entrará no núcleo de troca de calor do resfriador, que é composto por múltiplos conjuntos de tubos metálicos com aletas, aumentando a área de troca de calor. Neste momento, o meio de resfriamento (ar ou água) fluirá para fora ou dentro do núcleo e trocará calor indiretamente com o óleo quente - o calor do óleo quente é transferido para a parede do tubo de metal e, em seguida, transferido para o meio de resfriamento pela parede do tubo, e a temperatura do óleo quente diminui gradualmente.
Terceiro passo, faça um loop de volta. Após o resfriamento, a densidade do óleo do transformador aumenta e ele fluirá naturalmente de volta para o tanque de óleo do transformador (circulação natural) ou será pressurizado pela bomba de óleo (circulação forçada) para reabsorver o calor gerado pelo transformador e iniciar a próxima rodada do ciclo de dissipação de calor. Todo o processo se repete, conseguindo uma dissipação contínua de calor do transformador e mantendo a temperatura do óleo estável.
Seleção e manutenção: garanta uma operação-eficiente e de longo prazo do refrigerador
(1) Pontos de seleção: Adaptar-se aos requisitos é fundamental
A seleção de resfriadores de óleo de transformador deve ser considerada de forma abrangente com base em fatores como capacidade do transformador, perdas, ambiente operacional e condições da fonte de água, com os princípios básicos de "correspondência de capacidade, adaptação ambiental e segurança e confiabilidade".
1. Correspondência de capacidade: Com base na perda nominal e no limite de aumento de temperatura do transformador, calcule a capacidade de resfriamento necessária para garantir que o resfriador possa atender às necessidades de dissipação de calor do transformador sob condições de carga e sobrecarga nominais e evitar resfriamento insuficiente, levando à temperatura excessiva do óleo.
2. Adaptação ambiental: Os refrigeradores de ar são preferidos para áreas com escassez de água e subestações externas; Os refrigeradores de água são preferidos para transformadores com fontes de água suficientes, grande capacidade e tensão ultra-alta; Transformadores de distribuição de pequena capacidade podem usar dissipadores de calor de chapa.
3. Projeto de segurança: O refrigerador de água deve adotar uma estrutura anti-vazamento e ser equipado com um dispositivo de detecção de vazamento para garantir que a pressão do óleo seja superior à pressão da água; O resfriador do tipo forte circulação de óleo precisa ser equipado com uma bomba de óleo de reserva e um ventilador para evitar o impacto de uma única falha do equipamento na dissipação de calor.
(2) Manutenção diária: Prolongue a vida útil e garanta o desempenho
A manutenção diária dos resfriadores de óleo do transformador afeta diretamente o desempenho de dissipação de calor e a vida útil. O conteúdo principal de manutenção inclui principalmente os seguintes pontos:
1. Limpeza regular: O refrigerador de ar precisa ser limpo regularmente de poeira e detritos nas aletas para evitar bloquear os canais de dissipação de calor e afetar a eficiência da transferência de calor; O refrigerador de água precisa ser limpo regularmente para remover incrustações e manchas de óleo, garantindo um fluxo suave de água.
2. Monitoramento de status: monitore regularmente a temperatura do óleo, a pressão do óleo e a pressão da água do resfriador (tipo resfriado a água), verifique o status operacional da bomba de óleo e do ventilador e desligue imediatamente em busca de quaisquer anormalidades (como ruído anormal, vibração, vazamento).
3. Gestão da qualidade do óleo: Verifique regularmente a perda dielétrica, umidade, tensão de ruptura e outros indicadores do óleo do transformador, substitua o óleo de isolamento envelhecido e deteriorado em tempo hábil e evite a deterioração da qualidade do óleo que afeta a condutividade térmica e o desempenho do isolamento.
4. Comutação de backup: O resfriador de forte circulação de óleo precisa passar por testes regulares de comutação da bomba de óleo de backup e do ventilador para garantir que o equipamento de backup possa ser colocado em operação normal e responder a falhas repentinas.
5, tendência de desenvolvimento da indústria: eficiente e inteligente, economia de energia
Com o desenvolvimento do sistema de energia em direção à ultra-alta tensão, inteligência e orientação ecológica, os resfriadores de óleo de transformador também estão em constante atualização e iteração, apresentando três principais tendências de desenvolvimento. Uma delas é a eficiência, otimizando a estrutura do núcleo de troca de calor (como o uso de tubos aletados de alta-eficiência e tecnologia de troca de calor microcanal), melhorando a eficiência da dissipação de calor, reduzindo o volume do equipamento e adaptando-se às necessidades de transformadores compactos e de grande capacidade; A segunda é a inteligência, integrando a Internet das Coisas e a tecnologia de big data para obter monitoramento-em tempo real, aviso de falhas, partida inteligente e controle remoto do status de operação do resfriador, reduzindo custos de operação e manutenção e melhorando a eficiência de operação e manutenção; A terceira é a conservação de energia, que adota ventiladores de frequência variável e bombas de óleo de alta{4}}eficiência para ajustar automaticamente a potência operacional de acordo com a carga do transformador e a temperatura do óleo, reduzindo o consumo de eletricidade e em linha com o conceito de desenvolvimento de energia verde.
Conclusão: Embora os resfriadores de óleo do transformador não sejam os principais componentes condutores dos transformadores, eles são os “heróis dos bastidores” que garantem a operação segura, estável e eficiente dos transformadores. Desde os radiadores de chip de transformadores de distribuição de pequeno e médio{1}}tamanho até os fortes resfriadores de óleo-água de transformadores principais de ultra{3}}alta tensão, cada atualização é acompanhada pelo desenvolvimento e iteração do sistema de energia. No futuro, com a aplicação contínua de tecnologias eficientes, inteligentes e que economizam-energia, os resfriadores de óleo de transformador continuarão a proteger o "coração" da rede elétrica e a fornecer garantias mais confiáveis para a segurança e estabilidade da transmissão de energia.
