Wat is een transformatorradiator?
Een transformatorradiator is een extern koelapparaat dat op een in olie-ondergedompelde transformator wordt geïnstalleerd om de tijdens bedrijf gegenereerde warmte af te voeren. Het is samengesteld uit meerdere warmteafvoervinnen, met dunne stalen wanden, een groot warmteafvoergebied en een lichtgewicht ontwerp. De radiator wordt doorgaans aan de zijkanten of achterkant van de transformatortank geïnstalleerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van natuurlijke luchtconvectie of geforceerde luchtkoeling om de warmteafvoer uit het interieur van de transformator te versnellen.
Het werkingsprincipe ervan houdt in dat isolerende olie op hoge temperatuur- door metalen platen met vinnen kan stromen, waardoor warmte wordt overgedragen aan de omringende lucht. Dit proces kan op natuurlijke wijze plaatsvinden (via convectie) of met behulp van ventilatoren om de luchtstroom en de koelefficiëntie te vergroten. Transformatorradiatoren zijn cruciaal voor het handhaven van veilige interne temperaturen en het ondersteunen van hogere belastingsomstandigheden.
Waarom hebben transformatoren radiatoren nodig?
In energiesystemen spelen transformatoren een cruciale rol bij spanningstransformatie. Tijdens bedrijf genereren transformatoren een aanzienlijke hoeveelheid warmte als gevolg van verliezen. Als deze warmte niet op tijd kan worden afgevoerd, kan dit interne isolatieveroudering veroorzaken, de levensduur verkorten en in ernstige gevallen zelfs tot veiligheidsongevallen leiden. Daarom zijn plaatradiatoren van het type- nodig om de transformatorkoeling te ondersteunen en de bedrijfstemperatuur te verlagen.
Elke werkende transformator ervaart twee primaire vormen van vermogensverlies:
|
Soort verlies |
WAAROM |
Locatie |
|
ertsverliezen |
Hysterese en wervelstromen in magnetische kern |
IJzeren kern (middengebied) |
|
Koperverliezen |
I²R (resistieve) verliezen in wikkelingen |
Primaire en secundaire spoelen |
Hoe werken radiatoren?
Het werkproces van een lamellenradiator bestaat uit vier belangrijke stappen:
Hete olie stijgt:Tijdens de werking van de transformator zorgt de warmte die wordt gegenereerd door de wikkelingen en de kern ervoor dat de temperatuur van de isolerende olie stijgt. De hete olie, met zijn lagere dichtheid, stijgt op natuurlijke wijze.
Stroom in de radiator:De hete olie stroomt door de olieverzamelleidingen en in de olietoevoerleidingen in de radiator.
Warmteoverdracht:De warmte van de isolerende olie wordt via de extreem dunne stalen wanden aan de lucht overgedragen, waardoor de olietemperatuur daalt.
Koele olie retourneert:De gekoelde transformatorolie, met zijn verhoogde dichtheid, stroomt terug naar de bodem van de tank langs de andere kant van de radiator, en de cyclus gaat verder.
Dit proces herhaalt zich, waarbij de transformator continu wordt gekoeld zonder dat er extra stroom nodig is.
Hoe een transformatorradiator te kiezen
Afhankelijk van het type koeling worden ze over het algemeen in twee categorieën verdeeld:
|
Code |
Koeltype |
Gebruiksgevallen |
|
ONAN |
Olie natuurlijk, lucht natuurlijk |
Distributietransformatoren |
|
ONAF |
Olie Natuurlijk, Luchtgeforceerd (ventilatoren) |
Vermogenstransformatoren |
Bovendien kunnen transformatorradiatoren, op basis van de structuur, verder worden onderverdeeld in vast type en afneembaar type. Het afneembare type is eenvoudig te transporteren en ter plaatse te monteren, en wordt vaak gebruikt in projecten met ultra-hoogspanning of grote- capaciteit.
Bij het selecteren en matchen van een plaat-type radiator voor een transformator moeten de volgende parameters zorgvuldig in overweging worden genomen:
Warmteafvoercapaciteit passend:Het totale warmteafvoervermogen van de radiator moet groter zijn dan de totale verliezen (ijzerverlies + koperverlies) van de transformator onder volledige belasting.
Aantal vinnen en hartafstand:De hartafstand (de afstand tussen de bovenste en onderste oliecollectorleidingen) bepaalt de effectieve hoogte van de radiator en moet overeenkomen met de hoogte van de transformatortank.
Oliedebiet en temperatuurstijging:Zorg voor een soepele oliecirculatie onder de nominale temperatuurstijging (doorgaans mag de bovenste stijging van de olietemperatuur niet hoger zijn dan 55K).
Omgevingsomstandigheden:In gebieden met grote hoogte, zware zandstormen of een hoge luchtvochtigheid moeten radiatoren met verbeterde anti-corrosiecoating worden geselecteerd en moet er extra koelmarge worden gereserveerd.
Geluidseisen:Voor transformatoren die in de buurt van woonwijken worden geïnstalleerd, wordt de voorkeur gegeven aan natuurlijke koeling (zelf-gekoelde) radiatoren, of moeten geluidsarme ventilatoren- worden geconfigureerd als geforceerde luchtkoeling wordt gebruikt.
Conclusie
Radiatoren spelen een sleutelrol in olie-ondergedompelde transformatoren-. Ze helpen de temperatuur onder controle te houden door warmte-uitwisseling tussen de transformatorolie en de omringende lucht mogelijk te maken. Het ontwerp en de prestaties van radiatoren hebben een directe invloed op de betrouwbaarheid, efficiëntie en levensduur van de transformator. Correcte selectie, juiste installatie en regelmatig onderhoud zijn allemaal nodig. Deze zorgen voor een veilige werking onder verschillende elektrische belastingen en omgevingsomstandigheden. Zonder radiatoren wordt thermische belasting een probleem. Het kan frequente storingen veroorzaken en tot hoge onderhoudskosten leiden.
