Radiator av transformator|Funksjon av radiator

Transformatorer utfører viktige spenningskonverteringsoppgaver i elektriske systemer, men ved å gjøre det produserer de varme på grunn av kjerne- og kobbertap. Denne varmen må fjernes effektivt for å forhindre skade på isolasjon, tap av effektivitet eller fullstendig feil på enheten. En av de mest kritiske komponentene for termisk styring i olje-nedsenkede transformatorer erradiator. Imidlertid blir dette systemet ofte oversett eller misforstått, noe som fører til dårlig vedlikehold eller feil designbeslutninger.

 

I denne artikkelen skal vi undersøkehva transformatorradiatorer er, hvordan de fungerer og hvorfor de er viktigefor sikker og effektiv transformatordrift.

 

 

Transformatorradiatorer er eksterne kjøleenheter festet til olje-nedsenkede transformatorer som avleder varme som genereres under drift. De fungerer ved å la varm isolasjonsolje strømme gjennom metallplater med ribber, hvor varme overføres til luften rundt. Denne prosessen kan skje naturlig (via konveksjon) eller assisteres av vifter for å øke luftstrømmen og kjøleeffektiviteten. Transformatorradiatorer er avgjørende for å opprettholde sikre indre temperaturer og støtte høyere belastningsforhold.

 

Uten radiatorer ville de fleste oljefylte transformatorer- raskt overopphetes under normale driftsforhold, noe som fører til forringelse av isolasjonen og redusert levetid.

 

 

Transformatordrift gir interne tap:

Type tap	Kilde	Sted
Kjernetap	Hysterese og virvelstrømmer i kjernen	Magnetisk kjerneområde
Kobbertap	I²R-tap i viklinger	Transformatorviklinger

Disse tapene blir til varme, noe som øker interne olje- og viklingstemperaturer. Overoppheting utover designgrensene kan forårsake:

• Isolasjonsbrudd
• Oljeoksidasjon og slamdannelse
• Akselerert aldring av komponenter
• Kortslutningsfeil- eller brannfare

Radiatorer er derfor uunnværlige i varmestyring, spesielt i transformatorer med høy-kapasitet som brukes i transformatorstasjoner, industrianlegg og kraftproduksjonssystemer.

 

 

Under belastede driftsforhold utvider varm olje seg i volum og stiger til den øvre delen av hovedtanken. Den varme oljen strømmer inn i radiatoren gjennom toppventilen og blir avkjølt av de tynne radiatorstålveggene. Avkjølt olje strømmer deretter tilbake til hovedtanken via ventilen i bunnen av radiatoren. Denne sirkulasjonen gjentas kontinuerlig så lenge transformatoren er aktivert under belastning.

 

Varmespredning av transformatorradiatorer kan akselereres ytterligere ved kraftig luftstrøm levert av kjølevifter. Viftene kan monteres direkte på radiatorene eller nær radiatorbanken, men alle vifter må vende rett mot radiatoroverflatene.

 

Av og til viser seg at kjølehastigheten som er avhengig av naturlig oljekonveksjonssirkulasjon, er utilstrekkelig. I slike tilfeller kan oljepumper settes inn for å fremskynde oljesirkulasjonsprosessen.

 

 

Komponent	Funksjon
Radiatorpaneler	Tynne stålfinner eller rør som bærer olje og avgir varme
Topprør	Fordel olje mellom transformatortank og radiatorer
Innløps-/utløpsventiler	Tillat radiatorisolasjon for vedlikehold
Kjølevifter	Øk luftstrømmen over radiatoroverflatene
Temperatursensorer	Overvåk toppolje- eller viklingstemperatur for viftekontroll

Radiatorer er vanligvis laget av karbonstål, og overflaten er behandlet med anti-korrosjonsbelegg. Vifter er installert med automatiske kontrollsystemer som aktiveres basert på temperaturterskler.

 

 

 

Det finnes flere typer radiatorer som brukes i transformatorer, hver designet for å passe spesifikke kjølekrav:

• Finnede radiatorer:Den vanligste typen, ribbede radiatorer består av en serie vertikale finner festet til tanken. Finnene øker overflaten for varmeavledning, og forbedrer kjøleeffektiviteten. De er mye brukt på grunn av deres effektivitet og relativt enkle design.
• Korrugerte radiatorer:Disse radiatorene har korrugerte paneler og gir en stor overflate for varmeveksling. De er kompakte og egnet for transformatorer med plassbegrensninger.
• Rørformede radiatorer:Disse radiatorene bruker en rekke rør som oljen sirkulerer gjennom. Rørene utsettes for luft, noe som gir effektiv varmeavledning.
• Plate radiatorer:Disse radiatorene består av en serie flate plater og tilbyr en robust og effektiv kjøleløsning, ofte brukt i større transformatorer.

 

 

 

Kjøletype	Oljebevegelse	Luftbevegelse	Typisk applikasjon
ONAN	Naturlig konveksjon	Naturlig konveksjon	Distribusjon og småkraftenheter
ONAF	Naturlig konveksjon	Tvunget av fans	Middels og store krafttransformatorer
OFAF	Tvunget av pumper	Tvunget av fans	Høy-effekt og understasjonsenheter
OFWF	Tvunget av pumper	Forsert vannføring	Urbane, kystnære eller innendørs miljøer

 

Effektiviteten til radiatorsystemer

Radiatorer øker kjøleflaten betydelig. En typisk mellomstor-transformator med seks radiatorer og fire vifter kan øke lastekapasiteten med over 30 % når den bytter fra ONAN til ONAF-modus.

Modus	Kjølekapasitet	Økning av lasthåndtering
ONAN	100%	Grunnkonstruksjonsbelastning
ONAF	125–140%	25–40 % over ONAN
OFAF	150–160%	50–60 % over ONAN

 

 

Ekstra forsiktighet må utvises ved fjerning av radiatorer fra emballasje, transport av radiatorenheter og installasjon. Radiatorer er laget av ultra-tynne stålplater for å effektivt overføre varme fra transformatorolje til omgivelsesluften, noe som gjør dem utsatt for deformasjon og skade. Etter utpakking, rengjør utsiden av hver radiator grundig og tøm eventuell gjenværende transformatorisolasjonsolje fra innsiden.

 

Radiatorer skal settes sammen en etter en; neste radiator kan ikke monteres før den forrige enheten er ferdig montert og sikret. Monteringen skal fortsette sekvensielt fra den ene siden av hovedtanken til den motsatte siden. Før montering, fjern beskyttelsesdekslene på topp- og bunnventilene på hver radiator. Hvis pakningsoverflaten blir skadet under fjerning av dekselet, bytt ut pakningen med en helt-ny.

 

Heis radiatoren vertikalt og plasser den ved siden av den tilsvarende ventilporten på hovedtransformatortanken, og fjern deretter beskyttelsesdekselet fra tankens ventil. Fest radiatorflensen til den tilsvarende tankventilen med muttere, bolter, vanlige skiver og fjærlåseskiver.

 

Gjenta denne prosedyren for å sette sammen alle gjenværende radiatorer på samme måte.

 

Når alle radiatorenhetene er ferdig montert, kan fylling av isolasjonsolje begynne. Oljefylling skal også utføres enhet for enhet for hver radiatorenhet:

• Åpne bunnventilen på radiatorenheten først, og løsne deretter sakte luftepluggen øverst på radiatoren.
• Isolerende olje fra hovedtanken vil strømme inn i radiatorkammeret, og fortrenger intern luft ut gjennom ventilasjonspluggen til enheten er helt fylt med olje.
• Når det strømmer olje jevnt ut fra den løsnede ventilasjonspluggen, er radiatorkammeret fullt. Stram ventilasjonspluggen godt, og åpne deretter toppventilen på radiatoren for å fullføre fyllingen av denne enheten.

 

 

Hos GNEE Electric Service & Supply forstår vi at hver transformator har unike kjølekrav. Radiatorene våre kan tilpasses-for å møte disse spesifikke behovene samtidig som de overholder IEEE- og CSA-standarder. Dette sikrer at våre radiatorer ikke bare gir optimal kjøling, men også overholder industriforskrifter.

 

Effekter av forskjellige radiatoroppsett på transformatorer

Utformingen av radiatorer i en transformator kan påvirke kjøleeffektiviteten og den generelle ytelsen betydelig. Her er noen nøkkelfaktorer:

• Overflateareal:Et større overflateareal øker varmespredningen. GNEE Electric designer radiatorer med optimale overflatearealer for å sikre effektiv kjøling.
• Luftstrøm:Riktig luftsirkulasjon rundt radiatoren er viktig. Våre design tar hensyn til naturlig eller tvungen luftstrøm for å forbedre kjøleeffektiviteten.
• Oljesirkulasjon:Effektiv oljesirkulasjon i radiatoren sikrer jevn kjøling. GNEE Electrics radiatorer er konstruert for å fremme effektiv oljestrøm, redusere hot spots og forlenge transformatorens levetid.

 

Prinsipper for radiatordesign

Utformingen av en radiator involverer flere prinsipper for å sikre maksimal effektivitet:

• Varmeoverføring:Maksimering av varmeoverføringen fra oljen til radiatoroverflaten og deretter til luften er avgjørende. GNEE Electric bruker avanserte materialer og innovative design for å forbedre varmeoverføringen.
• Varighet:Radiatorer må tåle tøffe miljøforhold og mekaniske påkjenninger. GNEE Electric sikrer holdbarhet gjennom robust konstruksjon og materialer av høy-kvalitet.
• Tilpasning:Hver transformator har unike krav. GNEE Electric tilbyr tilpassede radiatordesign for å møte disse spesifikke behovene, og sikrer optimal ytelse.

 

Nøkkeldesignparametre for transformatorradiatorer

Designfaktor	Beskrivelse
Krav til varmeavledning	Basert på transformatortap (kjerne + kobbertap i kW)
Overflateareal	Bestemmer varmeoverføringen til omgivelsesluften
Oljestrømningsbane og hastighet	Naturlig konveksjon vs. tvungen sirkulasjon
Kompatibilitet med kjøleklasse	ONAN, ONAF, OFAF, OFWF-driver struktur- og ytelsesfunksjoner
Materiale og belegg	Stål, aluminium, malingstykkelse, korrosjonsbestandighet
Tilkoblingstype	Flens, manifold, sveiset-påvirker servicevennlighet og tetningsintegritet
Monteringsdesign	Vertikal, side-montert, bolt-på, brakett, glidebasert-
Hjelpekjøleelementer	Vifter, sensorer, ventiler, termostater for aktive systemer
Miljømotstand	Støv, salt, fuktighet, UV-eksponering

 

Parametere til 310 mm platetype radiator

Sentrumsavstand (Enheter:mm)	Antall Finner	Selv-avkjølt utstråling overflateenheter:m²	vind-avkjølt utstrålende overflate Enheter: m²	1,0 Tykkelse popper Enheter: kg	1.2 Tykkelse papir Enheter:kg	Oljevekt Enheter: kg
1000	10 11 12 13 14 15	3.804 4.157 4.507 4,844 5.177 5.499		66.67 72.91 79.06 85.2 91.46 97.6	80.004 87.492 94.872 102.24 109.752 117.12	19.63 21.55 23.46 25.37 27.28 29.19
1250	10 11 12 13 14 15	4.716 5.165 5.588 6.006 6.418 6.826		78.96 86.33 93.7 101.9 108.4 115.9	94.752 103.596 112.44 122.28 130.08 139.08	23.32 25.6 27.88 30.16 32.44 34.73
1500	12 13 14 15 16 17	6.668 7.138 7.658 8.146 8.672 9.198	7.813 8.408 8.995 9.577 10.204 10.832	108.1 116.7 125.34 133.81 142.4 151	129.72 140.04 150.408 160.572 170.88 181.2	32.31 34.96 37.61 40.26 42.91 45.55
1750	12 13 14 15 16 17	7.749 8.326 8.899 9.465 10.077 10.693	9.095 9.787 10.417 11.148 11.878 12.615	122.62 132.42 142.18 151.95 167.76 171.6	147.144 158.904 170.616 182.34 201.312 205.92	36.73 39.75 42.17 45.79 48.8 51.82
2000	15 16 17 18 19 20	10.785 11.497 12.176 12.756 13.23 13.942	12.718 13.553 14.368 15.741 15.889 16.626	170.15 181.1 192.1 203.1 214.07 225.06	204.18 217.32 230.52 243.72 256.884 270.072	51.32 54.7 58.09 61.48 64.8 68.25
2250	15 16 17 18 19 20	12.103 12.885 13.666 14.373 15.072 15.764	14.291 15.226 16.163 17.011 17.85 18.682	188.26 200.46 210.66 224.86 237.06 249.26	225.912 240.552 252.792 269,832 284,472 299.112	56.85 60.6 64.36 68.11 71.87 75.62
2500	18 19 20 21 22 23	15.938 16.616 17.484 18.24 18.989 19.731	18.881 19.813 20.736 21.643 22.546 23.433	246.8 260.24 273.66 287.1 300.5 313.92	296.16 312.288 328.392 344.52 360.6 376.704	74.75 78.87 83 87.12 91.25 95.37

 

Parametere på 480 mm platetype radiator

Sentrumsavstand (Enheter:mm)	Antall finner	Selv-avkjølt utstrålende overflate Enheter: m²	vind-avkjølt utstrålende overflate Enhet:m2	1,0 Tykkelse popper Uhits: kg	1.2 Tykkelse popper Enheter: kg	Oljevekt Enheter: kg	Geonmetnisk arealenheter:m²
1750	20 21 22 23 24 25	17.836 18.609 19.373 20.126 20.871 21.606	21.309 22.245 23.168 24.081 24.983 25.874	294.57 308.89 323.21 337.53 351.85 366.17	353.484 370.668 387.852 405,036 422.22 439.404	80.5 84.5 8.5 92.5 96.5 100.5	35.41 37.181 38,952 40.723 42.494 44.265
1800	23 24 25 26 27 28	20.711 21.479 22.235 22.983 23.722 24.451	24.781 25.708 26.626 27.532 28.426 29.31	349.36 364.3 379.24 394.18 409.12 424.06	419.232 437.16 455.088 473.016 490.944 508.872	94.31 98.39 102.47 106.55 110.63 114.71	41.886 43.707 45.528 47.349 49.17 50.991
2000	23 24 25 26 27 28	23.049 23.903 24.745 25.578 26.401 27.213	27.58 28.614 29.635 30.642 31.638 32.622	385,44 401.96 418.48 435 451.52 468.04	462.528 482.352 502.176 522 541.824 561.648	101.53 105.92 110.31 114.7 119.09 123.48	46,636 48.664 50.692 52.72 54.748 56.776
2200	27 28 29 30 31 32	29.08 29.974 30.858 31.729 32.589 33.439	34.85 35.933 37.003 38.058 39.101 40.128	493.34 511.4 529.46 547.52 565.58 583.64	592.008 613.68 635,352 657.024 678.696 700.368	127.61 132.32 137.03 141.74 146.45 151.16	60.291 62.524 64.757 66.99 69.223 71.456
2600	27 28 29 30 31 32	34.437 35.496 36.543 37.575 38.595 39.6	41.273 42.556 43.822 45.073 46.307 47.525	577.75 598.94 620.13 641.32 662.51 683.7	693.3 718.728 744.156 769.584 795.012 820.44	144.59 149.93 155.27 160.61 165.95 171.29	71.395 74.039 76.683 79,327 81.971 84.615
2800	27 28 29 30 31 32	37.116 38.257 39.385 40.498 41.597 42.68	44.484 45.867 47.232 48.579 49.911 51.223	621.74 644.56 667.38 690.2 713.02 735.84	746.088 773.472 800.856 828.24 855.624 883.008	152.95 158.6 164.25 169.9 175.55 181.2	76.955 79.805 82.655 85,505 88.355 90.855
3000	30 31 32 33 34 35	43.442 44.6 45.762 46.909 48.04 49.156	52.087 53.514 54.922 56.31 57.68 59.031	738.42 762.84 787.26 811.68 836.1 860.52	896.104 915.408 944.712 974.016 1003.32 1032.624	179.48 185,45 191.42 197.39 203.36 209.33	91.705 94.762 97.819 100.876 103.933 106.99
3200	30 31 32 33 34 35	46.344 47.602 48.842 50.066 51.273 52.465	55.595 57.58 59.096 60.101 61.563 63.006	787.08 813.12 839.16 865.2 891.24 917.28	944.496 975.744 1006,992 1038.24 1069.488 1100.736	188.96 195.25 201.54 207.83 214.12 220.41	97.863 101.125 104.387 107.649 110.911 114.173

 

Parametere på 520 mm platetype radiator

Sentrumsavstand (Enheter.mm)	Antall finner	Selv-avkjølt utstråling overflateenheter:m²	Vind-avkjølt utstrålende overflate Enheter: m²	1,0 Tykkelse popper Enheter: kg	1.2 Tykkelse popper Enheter: kg	Oljevekt Enheter: kg	Geometrisk område Uni ts:m²
1800	18 19 20 21 22 23 24 25 26	18.055 18.938 19.807 20.66 21.513 22.436 23.173 23.994 24.802	21.068 22.113 23.142 24.161 25.164 26.154 27.125 28.094 29.059	292.31 308.13 323.95 339.77 355.59 371.41 387.23 403.05 418.87	350.772 369.756 388.74 407.724 426.708 445.692 464.676 483.66 502.644	83.43 88.03 92.63 97.23 101.83 106.43 111.03 115.63 120.23	35.737 37.722 39.707 41.692 43.677 45.662 47.647 49.632 51.617
2000	18 19 20 21 22 23 24 25 26	20.098 21.079 22.049 22.996 23.947 24.96 25.794 26.708 27.608	23.45 24.614 25.76 26.895 28.04 29.114 30.195 31.272 32.349	325.19 342.84 360.49 378.14 395.79 413.44 431.09 448.74 466.39	390.228 411.408 432.588 453.768 474.948 496.128 517.308 538.488 559.668	89.75 94.7 99.65 104,6 109.55 114.5 119.45 124.4 129.35	39.786 41.906 44.206 46.416 48.626 50.836 53.046 55.256 57.466
2500	23 24 25 26 27 28 29 30 31 20	31.334 32.346 33.494 34.624 35.734 36.84 37.91 38.998 40.055 41005	36.514 37.867 39.218 40.575 41.897 43.182 44.474 45.737 46.992 48.227	511.69 533.61 555.53 577.45 599.37 621.29 643.21 665.13 687.05 708.07	614.028 640.332 666.636 692.94 719.244 745.548 771.852 798.156 824.46 850.764	134.74 140.57 146.4 152.23 158.06 163.89 169.72 175.55 181.38 187.21	63.764 66.536 69.308 72.08 74.852 77.624 80.396 83.168 85.94 80.712
2750	27 28 29 30 31 32 33 34 35	39.354 40.573 41.749 42.95 44.114 45.259 46.391 47.495 48.625	46.132 47.557 48.981 50.371 51.754 53.114 54.464 55.775 57.1	656.88 680.93 704.98 729.03 753.08 777.13 801.18 825.23 849.28	788.256 817.116 845.976 874.836 903.696 932.556 961.416 990.276 1019.136	169.94 176.21 182.48 188.75 195.02 201.29 207.56 213.83 220.1	82.44 85.493 88.546 91.599 94.652 97.705 100.758 103.811 106.864
3000	28 29 30 31 32 33 34	44.306 45.588 46.902 48.173 49.423 50.659 51.863	51.932 53.488 55.005 56.516 58.001 59.476 60.906	742.86 769.12 795.38 821.64 847.9 874.16 900.42	891.432 922.944 954.456 985.968 1017.48 1048.992 1080.504	188.53 195.24 201.95 208.66 215.37 222.08 228.78	93.362 96.696 100.03 103.364 106.698 110.032 113.366
3200	28 29 30 31 32 33 34	47.292 40.659 50.064 51.42 52.754 54.073 55.357	55.432 57.094 58.712 60.326 61.911 63.485 65.011	792.44 820.47 848.5 876.53 904.56 932.59 960.62	950.928 984.564 1018.2 1051.836 1085.472 1119.108 1152.744	198.35 205.41 212.47 219.53 226.59 233.65 240.71	99.661 103.22 106.779 110.338 113.897 117.456 121.015
3500	31 32 33 34 35	56.291 57.75 59.195 60.599 62.05	66.04 67.775 69.5 71.168 72.865	958.98 969.67 1020.36 1051.05 1081.74	1150.776 1187.604 1224.432 1261.26 1298.088	235.94 243.53 251.12 258.71 266.3	120.788 124.684 128.58 132.476 136.372

 

Parametere for 535 mm platetype radiator

Sentrumsavstand (Enheter:mm)	Antall finner	Selv-avkjølt utstrålende overflate Enheter: m²	vind-avkjølt utstråling overflate Enheter:m2	1.0 Tykkelse popper Enheter: kg	1.2 Tykkelse popper Enheter: kg	Oljevektenheter:kg	Geometrisk område Enheter: m²
1800	16 17 18 19 20 21 22	16.611 17.608 18.522 19.422 20.317 21.19 22.065	19.354 20.54 21.61 22.68 23.737 24.778 25.813	268.96 285.25 301.54 317.83 334.12 350.41 366.7	322.752 342.3 361.848 381.396 400.944 420.492 440.04	76.24 80.96 85.68 90.4 95.12 99.84 104.56	32.984 35.051 37.118 39.185 41.252 43.319 45.386
2000	18 19 20 21 22 23 24	20.616 21.618 22.615 23.586 24.561 25.521 26.455	24.054 25.246 26.423 27.582 28.735 29.861 30.971	333.54 351.61 369.68 387.75 405.82 423.89 441.96	400.248 421.932 443.616 465.3 486.984 508.668 530.352	92.18 97.26 102.34 107.42 112.5 117.58 122.66	41.34 43.643 45.946 48.249 50.552 52.855 55.158
2500	20 21 22 23 24 25 26	28.36 29.576 30.801 32.006 33.175 34.353 35.51	33.138 34.592 36.04 37.451 38.841 40.224 41.612	458.46 480.97 503.48 525.99 548.5 571.01 593.52	550.152 577.164 604.176 631.188 658.2 685.212 712.224	120.39 126.37 132.35 138.33 144.31 150.29 156.27	57.681 60.574 63.467 66.36 69.253 72.146 75.039
2750	22 23 24 25 26 27 28	33.921 35.249 36.535 37.833 39.108 40.362 41.608	39.693 41.246 42.776 44.299 45.83 47.309 48.778	551.21 575.89 600.57 625.25 649.93 674.61 699.29	661.452 691.068 720.684 750.3 779.916 809.532 839.148	142.28 148.71 155.14 161.57 168 174.43 180.86	69.925 73.113 76.301 79.489 82.677 85.865 89.053
3000	24 25 26 27 28 29 30	39.895 41.313 42.705 44.074 45.435 46.757 48.1	46.711 48.374 50.047 51.661 53.265 54.859 56.413	655.04 681.99 708.94 735.89 762.84 789.79 816.74	786.048 818.388 850.728 883.068 915.408 947.748 980.088	165.96 172.84 179.72 186.6 193.48 200.36 207.24	83.348 86.831 90.314 93.797 97.28 100.763 104.246
3250	26 27 28 29 30 31 32	46.303 47.787 49.263 50.695 52.153 53.568 54.956	54.265 56.014 57.753 59.482 61.166 62.855 64.502	765.35 794.47 823.59 852.71 881.83 910.95 940.07	918.42 953.364 988.308 1023.252 1058.196 1093.14 1128.084	191.45 198.78 206.11 213.44 220.77 228.1 235.43	97.952 101.73 105.508 109.286 113.064 116.842 120.62
3500	28 29 30 31 32 33 34	53.09 54.632 56.205 57.33 59.226 60.713 62.153	62.24 64.104 65.918 67.74 69.514 71.278 72.992	884.54 915.84 947.14 978.44 1009.74 1041.04 1072.34	1061.448 1099.008 1136.568 1174.128 1211.688 1249.248 1286.808	218.73 226.51 234.29 242.07 249.85 257.63 265.41	113.735 117.808 121.881 125.954 130.027 134.1 138.173