Analyse technologique de base du refroidisseur d’air d’huile de transformateur
1, principe de fonctionnement de base : cycle efficace d’échange thermique de gaz de pétrole
La fonction principale du TOAC est de dissiper rapidement la chaleur générée lors du fonctionnement des transformateurs dans l'environnement. Sa logique de fonctionnement est basée sur un mécanisme à double cycle « échange thermique par circulation d'huile + dissipation thermique par air », qui ne nécessite pas de systèmes auxiliaires complexes tout au long du processus et présente une forte stabilité opérationnelle. Le processus spécifique peut être divisé en quatre étapes :
1. Génération de chaleur et flux d'huile chaude : pendant le fonctionnement du transformateur, la perte du noyau de fer et la perte de cuivre des enroulements continueront à générer de la chaleur, qui est absorbée par l'huile isolante dans le réservoir d'huile, provoquant une augmentation progressive de la température de l'huile ; L'huile chaude s'écoule dans la chambre de collecte d'huile du refroidisseur par le tuyau d'entrée sous l'action de la gravité (mode de circulation naturelle) ou de l'entraînement de la pompe à huile (mode de circulation forcée).
2. Fonction principale de l'échange thermique : après avoir pénétré dans le noyau du refroidisseur, l'huile chaude s'écoule uniformément à travers les éléments d'échange thermique (principalement des tubes à ailettes ou des structures à ailettes en plaques), et la chaleur est transférée à la surface des ailettes à travers la paroi d'échange thermique. La conception des ailettes augmente considérablement la zone d'échange thermique et améliore l'efficacité du transfert de chaleur, qui est la principale garantie de la capacité de dissipation thermique du TOAC.
3. Processus de refroidissement par air : le ventilateur de refroidissement (ventilateur à flux axial ou ventilateur centrifuge) aspire de force l'air ambiant, provoquant un écoulement uniforme de l'air sur la surface des ailettes et évacuant la chaleur sur les ailettes ; Après avoir absorbé la chaleur, la température de l'air augmente et est naturellement évacuée du refroidisseur, complétant ainsi le cycle de dissipation thermique côté air.
4. Cycle de reflux d'huile froide : Après l'échange thermique, la température de l'huile isolante diminue et retourne vers le réservoir d'huile du transformateur par le tuyau de sortie d'huile, réabsorbant la chaleur générée par le transformateur et formant un cycle d'huile complet. L'ensemble du processus continue de fonctionner, garantissant que la température de l'huile du transformateur est toujours contrôlée dans la plage spécifiée par les normes industrielles (généralement, la température maximale de l'huile ne dépasse pas 95 degrés et l'augmentation de la température ne dépasse pas 55 degrés).
2, composants structurels clés : tous les composants travaillent ensemble pour assurer l'efficacité de la dissipation thermique
La conception structurelle du TOAC s'articule autour d'un « échange thermique efficace, d'un fonctionnement stable et d'une maintenance pratique ». Les composants principaux comprennent le noyau d'échange thermique, le système de ventilateur, le système d'oléoduc, la coque de support et le dispositif de protection des commandes. Chaque composant remplit ses propres tâches et travaille ensemble
1. Noyau d'échange thermique : En tant qu'« unité d'échange thermique de base » du TOAC, il détermine directement l'efficacité de la dissipation thermique. À l'heure actuelle, le courant dominant adopte une structure de tube à ailettes, composée d'un tube de base (tube en cuivre ou en acier) et d'ailettes (ailettes en aluminium ou en cuivre). Les ailettes sont étroitement combinées avec le tube de base par expansion ou soudage pour éviter une résistance thermique excessive affectant le transfert de chaleur. Certains scénarios haut de gamme adopteront un noyau à ailettes en plaques, de taille plus compacte et offrant une efficacité de transfert de chaleur plus élevée, adapté aux besoins des transformateurs de haute -puissance.
2. Système de ventilateur : fournit une source d'alimentation pour le refroidissement par air forcé, divisée en ventilateurs axiaux et ventilateurs centrifuges. Les ventilateurs axiaux ont un petit volume, une faible consommation d'énergie et un faible bruit, ce qui les rend adaptés aux besoins de refroidissement de puissance faible à moyenne ; Les ventilateurs centrifuges ont une pression d'air élevée et un volume d'air stable, ce qui les rend adaptés aux grands refroidisseurs ou aux scènes mal ventilées. Le ventilateur peut démarrer et s'arrêter automatiquement en fonction de la température de l'huile, permettant ainsi un fonctionnement économe en énergie.
3. Oléoduc et chambre de collecte de pétrole : responsables de la distribution et de la circulation du pétrole. La chambre de collecte d'huile est divisée en une chambre d'entrée et une chambre de sortie pour garantir que l'huile chaude s'écoule uniformément à travers chaque tube d'échange thermique et éviter un échange thermique local inégal. L'oléoduc adopte des tuyaux en acier sans soudure et l'interface est scellée pour éviter les fuites d'huile. En même temps, il est équipé de vannes de vidange et de vannes de ventilation pour faciliter l'entretien ultérieur.
4. Support et coque : servent de support structurel et de protection. Le support est soudé avec une structure en acier et traité anti-corrosion en surface. Il peut être conçu avec diverses méthodes d'installation telles que le montage mural, le montage sur le dessus et le montage latéral selon le scénario d'installation ; La coque est constituée de tôles d'acier pliées, qui ont des fonctions anti-poussière, anti-pluie et de réduction du bruit, protégeant le noyau interne et le ventilateur des influences environnementales externes.
5. Dispositif de contrôle et de protection : assure le fonctionnement sûr et stable de l'équipement, y compris le contrôleur de température, la protection contre les surcharges du ventilateur et le module de commande de liaison. Le contrôleur de température peut surveiller la température de l'huile en temps réel et démarrer et arrêter automatiquement le ventilateur (refroidissement par étapes) en fonction de la température de l'huile élevée ou basse ; La protection contre les surcharges peut empêcher le ventilateur de s'éteindre en raison d'un dysfonctionnement ; Le module de contrôle de liaison peut être intégré au système de contrôle du transformateur pour réaliser des fonctions telles que l'alarme de défaut et la surveillance à distance.
3, Le principal avantage du TOAC : une solution de refroidissement efficace qui s’adapte à plusieurs scénarios
Comparé à d'autres types tels que les refroidisseurs à eau-et les refroidisseurs d'eau à circulation d'huile forcée, le TOAC est devenu le choix de refroidissement principal pour les transformateurs immergés dans l'huile en raison de ses avantages structurels et de performances. Ses principaux avantages se reflètent dans quatre aspects :
1. Efficacité de transfert de chaleur élevée et taille compacte : la conception de transfert de chaleur améliorée par ailettes a une puissance de dissipation thermique par unité de volume beaucoup plus élevée que les équipements de refroidissement traditionnels. Avec les mêmes exigences de dissipation thermique, le TOAC a un volume plus petit et occupe moins d'espace, ce qui le rend adapté aux scénarios d'espace limité tels que les sous-stations et les installations industrielles.
2. Fonctionnement fiable et maintenance pratique : structure simple, pas de connexions de pipelines complexes ni de systèmes auxiliaires, peu de points de défaut ; L'entretien quotidien nécessite uniquement le nettoyage des ailettes, la vérification des joints du ventilateur et du circuit d'huile, avec de faibles coûts d'entretien et une durée de vie allant jusqu'à 15-20 ans.
3. Économie d'énergie et consommation d'énergie contrôlable et faible : le ventilateur peut démarrer et s'arrêter automatiquement en fonction de la température de l'huile pour éviter un fonctionnement inefficace. Comparé aux systèmes de refroidissement à eau forcée, il ne nécessite pas une grande quantité de ressources en eau et réduit la consommation d'énergie de plus de 30 %, ce qui est conforme à la tendance de l'industrie en matière d'économie d'énergie verte.
4. Forte adaptabilité environnementale : la personnalisation peut être effectuée selon différents scénarios, tels que l'ajout de revêtements anti-corrosion, anti-poussière et résistants au brouillard salin pour les scènes extérieures, et l'adaptation aux environnements difficiles tels que les zones côtières, les mines et les produits pétrochimiques ; Les scénarios de basses températures peuvent être équipés de dispositifs de traçage thermique pour assurer un fonctionnement normal en hiver.
En résumé, la valeur fondamentale du refroidisseur d’air d’huile de transformateur réside dans son rendement élevé, sa stabilité, ses économies d’énergie et sa grande adaptabilité. Son principe de fonctionnement et sa conception structurelle sont tous centrés sur les exigences de dissipation thermique des transformateurs, et il s'agit d'un équipement de support clé pour garantir le fonctionnement sûr à long terme des transformateurs immergés dans l'huile. Comprendre sa technologie de base peut fournir des références importantes pour la sélection, l'utilisation et la maintenance ultérieures.