Le refroidisseur marin de transformateur convient aux conditions d'exploitation de navire et est stable
La logique d'application principale des refroidisseurs de transformateurs marins est de conduire et de dissiper rapidement la chaleur générée par les pertes dans le noyau et les enroulements pendant le fonctionnement des transformateurs marins grâce à une méthode de refroidissement raisonnable, en contrôlant la température de l'enroulement du transformateur dans une plage sûre et en empêchant le vieillissement de l'isolation, la dégradation des performances ou même une défaillance de l'équipement due à des températures élevées. Selon la loi des six-degrés de durée de vie de l'isolation, lorsque la température de l'enroulement du transformateur est comprise dans la plage de 80-140 degrés, le taux de vieillissement de l'isolation double et la durée de vie est réduite de moitié pour chaque augmentation de température de 6 degrés. Ce principe est encore plus critique dans les applications marines - : l'espace confiné et les conditions limitées de dissipation de la chaleur sur un navire, en particulier pendant les saisons chaudes, entraînent une augmentation de la température de la salle des machines et de la charge des équipements. Des performances insuffisantes du refroidisseur peuvent facilement provoquer une surchauffe du transformateur, affectant l'alimentation électrique du navire et même provoquant des situations dangereuses telles qu'un arrêt automatique du moteur. Par conséquent, l’adaptabilité et l’efficacité du refroidisseur sont des exigences essentielles pour les applications marines. Combinant les caractéristiques des conditions d'exploitation des navires et les exigences en matière de puissance des transformateurs, les principaux refroidisseurs de transformateurs marins sont actuellement divisés en trois catégories principales, chacune avec des scénarios d'application clairs et des avantages en termes d'adaptabilité. Dans le même temps, les spécifications de sélection et de maintenance correspondantes doivent être respectées pour garantir un fonctionnement stable à long terme.
Les refroidisseurs-à air immergé-refroidis à l'huile (ONAF) sont le type le plus largement utilisé dans les navires civils, adaptés aux transformateurs marins de petite à moyenne taille-(généralement avec une puissance nominale de 100 kVA à 1 000 kVA), tels que les transformateurs auxiliaires et les transformateurs d'éclairage sur les navires à passagers, les cargos et les bateaux de pêche. Leur principe de fonctionnement est basé sur une combinaison d'un-auto-refroidissement immergé dans l'huile-et d'un refroidissement par air forcé. Le noyau et les enroulements du transformateur sont immergés dans l'huile du transformateur et la chaleur est transférée au refroidisseur par convection naturelle. Le flux d'air forcé d'un ventilateur accélère l'échange thermique et dissipe la chaleur. Par rapport au refroidissement automatique -immergé dans l'huile pure-, l'efficacité de la dissipation thermique est améliorée de plus de 30 %. Ils sont également compacts, rentables et faciles à entretenir, adaptables aux conditions de fonctionnement stables et aux environnements de température et d'humidité normaux pendant la navigation normale des navires. Ces refroidisseurs comportent généralement des revêtements anti-corrosion pour résister à la corrosion par brouillard salin dans l'environnement marin et sont équipés de structures-absorbantes pour réduire l'impact des turbulences du navire sur l'équipement. Ils sont largement utilisés dans les transformateurs de cabine des cargos ordinaires et dans les transformateurs de puissance domestiques des navires à passagers, répondant aux besoins de dissipation thermique de l'alimentation électrique quotidienne des navires. En termes d'entretien, le radiateur doit être nettoyé régulièrement et l'état de fonctionnement du ventilateur doit être vérifié pour éviter que la poussière, les filets de pêche, la boue et le sable n'obstruent les canaux de dissipation thermique et pour garantir une efficacité de dissipation thermique stable.
Les refroidisseurs à-eau immergée-refroidis à l'huile (ONWF) sont le type préféré pour les navires de taille moyenne et grande et les conditions de fonctionnement à haute-température. Ils conviennent aux grands transformateurs marins d'une puissance de 1 000 kVA ou plus, tels que les transformateurs principaux des cargos océaniques-, les méthaniers, les grands navires de croisière et les transformateurs d'entraînement électriques à haute tension-. Leur principe de fonctionnement est basé sur un refroidissement à l'air-immergé dans l'huile-, avec l'ajout d'un système de tuyauterie-refroidi à l'eau. Après avoir absorbé la chaleur, l'huile du transformateur circule à travers la tuyauterie jusqu'à l'échangeur de chaleur refroidi à l'eau, où elle subit un échange thermique efficace avec l'eau de refroidissement. L'huile refroidie est ensuite renvoyée vers le transformateur. Cela améliore l'efficacité de la dissipation thermique de plus de 50 % par rapport au refroidissement à l'air -immergé dans l'huile-, répondant ainsi efficacement aux pertes élevées et aux exigences élevées de génération de chaleur des grands transformateurs. Il convient également à l'environnement fermé et à haute température des salles des machines des navires. Compte tenu de la nature corrosive de l'environnement marin, la tuyauterie refroidie à l'eau-de ces refroidisseurs utilise souvent des matériaux résistants à la corrosion-tels que l'acier inoxydable 316L et les alliages de titane, ou subit des traitements de protection spéciaux tels que des revêtements en céramique et des revêtements en graphène. Certains produits utilisent une structure à double plaque tubulaire-pour empêcher le mélange et les fuites d'huile-eau, et sont également équipés d'un dispositif d'alarme de fuite pour améliorer la sécurité opérationnelle. Par exemple, un méthanier a prolongé la durée de vie de son refroidisseur refroidi à l'huile-eau immergée-à plus de 8 ans en optimisant la valeur du pH de son eau de refroidissement, réduisant ainsi considérablement les coûts de maintenance.
Les refroidisseurs secs-à air-refroidis (AN) conviennent principalement aux petits navires, aux navires à usage spécial-et aux scénarios nécessitant des exigences élevées en matière de protection contre les incendies, tels que les petits yachts, les navires offshore chargés de l'application des lois et les petits transformateurs dans les armoires de commande des navires. Leur puissance appropriée est généralement inférieure à 100 kVA. Leur principale caractéristique est l'élimination de l'huile de transformateur, en utilisant la convection d'air forcée pour le refroidissement. Le noyau et les enroulements du transformateur sont encapsulés dans de la résine époxy, offrant des avantages tels que la résistance au feu, les propriétés antidéflagrantes-et l'absence de pollution. Ils ont également une structure extrêmement compacte, occupant peu d'espace, ce qui les rend adaptés à l'environnement d'installation confiné des navires, et ont des coûts de maintenance extrêmement faibles, éliminant ainsi le besoin de contrôles réguliers de la qualité de l'huile et de réapprovisionnement en huile du transformateur. Ces refroidisseurs sont également dotés de structures résistantes à la corrosion-et d'amortissement des vibrations-pour résister à la corrosion par brouillard salin marin et aux vibrations des navires, mais leur efficacité de dissipation thermique est relativement faible, ce qui les rend impropres aux applications de transformateurs thermiques à haute-puissance et à haute-chaleur. Lors de la sélection d'un refroidisseur, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive la charge électrique du navire, l'espace d'installation et les exigences en matière de protection incendie pour garantir la compatibilité.
Au-delà des trois types principaux, à mesure que l'industrie de la construction navale évolue vers des conceptions plus grandes, plus intelligentes et plus écologiques, de nouvelles technologies de refroidissement sont progressivement appliquées aux refroidisseurs de transformateurs marins. Par exemple, une technologie brevetée utilise une conception de dissipation thermique multi-mode, utilisant des capteurs de température pour surveiller la température du transformateur en temps réel. Cela combine un refroidissement par ventilateur conventionnel, un refroidissement par eau global à tube de condenseur à double voie et un refroidissement par eau centralisé dans les zones à haute température pour améliorer l'efficacité et la précision de la dissipation thermique, prolongeant ainsi la durée de vie du transformateur. Simultanément, l'application de la technologie d'impression 3D optimise la conception du canal d'écoulement du refroidisseur, augmentant considérablement la surface spécifique, améliorant encore l'efficacité du transfert de chaleur et réduisant considérablement les chutes de tension, répondant ainsi aux besoins d'économie d'énergie et de réduction de la consommation de la construction navale.
La sélection et la maintenance des refroidisseurs de transformateurs marins affectent directement leurs performances d'application et la durée de vie de leurs équipements. Lors de la sélection d'un produit, trois principes fondamentaux doivent être suivis : Premièrement, correspondre aux exigences de charge thermique. Calculez la capacité d'échange thermique requise en fonction de la puissance et des pertes du transformateur, et sélectionnez un produit avec une zone d'échange thermique légèrement supérieure à la demande réelle, avec une marge de 10 % -15 % recommandée. Deuxièmement, adaptez-vous aux conditions d’exploitation maritimes. Pour les environnements à haute-humidité et à haute-sel, sélectionnez des matériaux et des structures de protection résistants à la corrosion- ; pour les turbulences et les vibrations, équiper de dispositifs d'absorption des chocs fiables ; et pour les scénarios-d'espace limité, choisissez une conception compacte. Troisièmement, respectez les normes de l’industrie. Suivez les normes pertinentes telles que CB/T4388-2013 et GB/T22194-2008 pour garantir la conformité et la fiabilité du produit. En termes de maintenance, l'approche est passée de la « maintenance passive » traditionnelle à la « prévention proactive + gestion du cycle de vie complet ». Cela comprend des tests réguliers de la qualité de l'eau, le contrôle de la concentration en ions chlorure, l'utilisation de produits de nettoyage respectueux de l'environnement combinés à un jet d'eau à haute pression pour éliminer le tartre, la création d'un entrepôt de pièces de rechange standardisé pour réduire le temps de réponse de maintenance et l'utilisation d'un système de surveillance IoT pour fournir des alertes précoces en temps réel sur les risques de panne. Ces mesures améliorent efficacement la stabilité opérationnelle du refroidisseur et réduisent le taux de panne.