Transformer Hitastig hækkun: Takmörk, útreikningur og kælileiðbeiningar

Transformer hitastig hækkuner eitt af þessum tæknilegu smáatriðum sem geta litið út fyrir að vera einföld á blaði en skipta miklu máli í raunverulegum rekstri. Sérhver spennir framleiðir hita þegar hann er spenntur og ber álag. Áskorunin er að ná þessum hita út á skilvirkan hátt og halda kjarna, vafningum, einangrun og olíu innan hannaðs hitastigssviðs.

Þetta verður sérstaklega mikilvægt með anolíu-spennir á kafi. Transformer olía gerir meira en að veita rafeinangrun. Það flytur einnig hita frá virku hlutunum og flytur hann yfir í tankinn, ofna og nærliggjandi loft.

Svo, þegar verkfræðingar tala umhitastigshækkun olíu-spenna á kafi, þeir eru í raun að skoða allt varmakerfið - spennutap, olíuflæði, kælibúnað, umhverfisaðstæður, hönnun tanka og raunverulega hleðslu.

Hitastig og hitastig spennubreyta

Í fyrsta lagi er rétt að útskýra eitt sameiginlegt atriði:hitastig spennioghitastigshækkun spennieru ekki sami hluturinn.

Spennishiti er raunverulegt hitastig íhluta, svo sem vinda, toppolíu, kjarna eða tanks. Hitastig ermunurinn á milliþað hitastig og tilgreint umhverfis- eða viðmiðunarhitastig.

Í einföldu máli:

Hitastig spenni=Umhverfishiti + hitastigshækkun

Til dæmis, ef umhverfishiti er 30 gráður og topp-hækkun olíuhita er 55 K, er áætlaður toppur-olíuhiti 85 gráður.

Auðvitað er alvöru spennir ekki alveg svo einfalt. Mismunandi hlutar starfa við mismunandi hitastig. Vindhitastigið er venjulega hærra en olíuna í kring og lítið svæði vindunnar getur orðið mun heitara en meðalhitastig vinda. Þetta hæsta-hitasvæði er þekkt semhlykkjóttur heitur reitur.

Þess vegna lítur hitauppstreymihönnun spenni út á fleiri en eina hitamælingu.

Staðlar fyrir hitastigshækkun spennir

Kröfur um-hækkun hitastigs fer eftir viðeigandi staðli, spennahönnun, einangrunarkerfi, kæliaðferð og rekstrarskilyrðum.

IEC 60076-2býður upp á kröfur um hitastigs-hækkunarprófanir fyrir vökva-straumbreyta. TheIEEE C57röð er einnig mikið notuð, sérstaklega fyrir spenni forrit í Norður-Ameríku.

Fyrir tiltekið verkefni er alltaf betra að athuga viðeigandi staðal og verklýsingu frekar en einfaldlega að afrita hitatölu frá öðrum spenni.

Tafla fyrir hitastigshækkun spennu

Fyrir hefðbundnar-vökvaspennir hönnun, sem oft er vísað til í IEC 60076-2, innihalda eftirfarandi:

Þessar tölur eru gagnlegar verkfræðilegar tilvísanir, en ekki ætti að meðhöndla þær sem algild mörk fyrir hvern spenni. Raunverulegar kröfur geta verið mismunandi eftir einangrunarvökva, einangrunarkerfi, kælifyrirkomulagi, spenniforskrift og viðeigandi staðli.

Og það er annar punktur sem auðvelt er að missa af:hitastigshækkun er ekki alger hitastig.

Taflan er bara einföld mynd. Raunverulegt rekstrarhitastig spenni fer eftir álagi, kæliskilyrðum, hitadreifingu og varmahönnun framleiðanda.

IEEE spenniaðferðir gera einnig greinarmun á hönnun með mismunandi meðalhitastigshækkun vafninga, þ.m.t.55 gráðurog65 gráðurhönnun fyrir steinefna-olíu-straumbreyta. Svo aftur, ábyrg tæknigögn framleiðanda ættu að vera lokaviðmiðun fyrir tiltekið verkefni.

Öldrun einangrunarefnis og hitastigshækkun

Hitastig hefur bein áhrif á öldrun einangrunar spenni.

Þegar einangrun starfar við hærra hitastig í langan tíma, hraðar öldrunarferli hennar almennt. Bæði solid einangrun og einangrunarolía geta orðið fyrir áhrifum af stöðugu hitaálagi.

Thehlykkjóttur heitur reiturverðskuldar sérstaka athygli. Spenni getur verið með ásættanlegt meðalhitastig á vinda á meðan staðbundið svæði er verulega heitara.

Góð spennihönnun reynir að halda þessum heitum reitum í skefjum. Rétt vinda rúmfræði, olíu-flæðisleiðir, leiðaraval og kæligeta spila allt inn í.

Vegið meðalumhverfishiti

Umhverfishitier annar þáttur sem ekki má gleymast.

Spenni sem starfar við sömu hitahækkun mun augljóslega hafa hærra alger hitastig þegar hann er settur upp í heitu umhverfi.

Þetta á sérstaklega við í suðrænum svæðum, lokuðum tengivirkjum og iðnaðaraðstöðu þar sem hitastig í kring getur haldist hátt í langan tíma.

Verkfræðingar gætu þurft að huga að árstíðabundnu hitastigi, uppsetningarhæð, loftræstingu, sólargeislun og nálægum búnaði.

Með öðrum orðum, sami spennirinn getur hegðað sér á nokkuð mismunandi hátt í tveimur uppsetningarumhverfi, jafnvel þegar nafnhitahækkunin er eins.

Transformer hiti og kæling

Spenni framleiðir varma aðallega í gegnumkjarnatap, vafningartap og villuálagstap.

Kjarnatap tengist fyrst og fremst hysteresis og hringstraumum í segulkjarna. Vafningartap er aðallega tengt leiðaraviðnámi, en viðbótar villistap getur átt sér stað í vafningum, tankveggjum, klemmum og öðrum málmíhlutum.

Fyrir-olíuspennir lítur grunnhita-flutningsleiðin svona út:

Kjarni og vafningar → spenniolía → tankur/ofnar → umhverfisloft

Þegar spennirinn nær varmajafnvægi er varminn sem myndast inni í honum í grófum dráttum jafnaður með því að varminn losnar að utan.

Aðferðir við hitaleiðni spennir

Nokkrar-hitaflutningsaðferðir vinna saman inni í spenni.

Fyrir lítinn eða meðalstóran spenni getur náttúruleg kæling verið nóg. Þegar getu spenni eykst eykst magn varma sem þarf að fjarlægja líka. Það er þar sem stærri ofnabakkar, viftur, dælur eða stýrð olíuflæði koma inn.

Transformer kæliaðferðir

Nokkrar kælingar eru almennt notaðar fyrir-olíustraumbreyta.

ONAN kæling er enn vinsæll kostur vegna þess að hún er tiltölulega einföld og áreiðanleg. Það eru færri aukahlutir til að viðhalda, sem er raunverulegur kostur í mörgum uppsetningum.

Fyrir stærri spennubreyta er hægt að bæta viftum við til að auka kæligetu. Mjög stórir aflspennar geta notað þvingaða-olíuhringrás til að veita stýrðari varmaflutning.

Upphitun og kæling á olíu-straumbreytum í kaf

Transformer olíaer kjarninn í varmakerfinu í olíu-spenni.

Þar sem kjarninn og vindarnir mynda hita, verður olía í kring hlýrri. Hlý olía verður þéttari og færist náttúrulega upp á við, en kaldari olía færist niður. Þetta skapar hringrás inni í spenni.

Það er í rauninni hvernig ONAN kæling virkar.

Upphituð olían nær að lokum í tankinn ogofna, þar sem varmi þess er fluttur til nærliggjandi lofts.

Transformer álag hefur mikil áhrif á þetta ferli. Vafningartap er um það bil í réttu hlutfalli við veldi straums:

PCu ∝ I²

Það þýðir að tiltölulega hófleg aukning á straumi getur leitt til mun meiri aukningar á vindatapi.

Þetta er einfaldaður samanburður. Raunverulegt tap á spenni er flóknara vegna þess að leiðaraviðnám breytist með hitastigi og til viðbótar villistap er til staðar.

Samt sem áður eru skilaboðin nokkuð skýr: viðvarandi ofhleðsla getur fljótt orðið hitavandamál.

Hitastigshækkun olíu-Skafta spennuvinda

Thehitastigshækkun olíu-spennuvinda á kafier ein af lykilbreytunum í hitauppstreymi spennahönnunar.

Hitastig vinda hefur áhrif á leiðaraefni, vindaviðnám, straumþéttleika, rúmfræði vinda, olíu-flæðisrásum, einangrunarfyrirkomulagi, kæliaðferð og álagi.

Hitastigið er heldur ekki jafnt dreift um vafninginn. Sum svæði verða náttúrulega heitari en önnur, og staðsetning með hæsta-hitastiginu verður hlykkjóttur heitur reitur.

Einfaldað samband er:

Heitur-hitastig=Umhverfishiti + toppur-olíuhækkun + vinda-í-olíuhitastig

Raunverulegur útreikningur skiptir meira máli og fer eftir hönnun spenni og viðeigandi staðli.

Verkfræðilegar útreikningsaðferðir fyrir olíuflæði og hitastigshækkun í vindum

Verkfræðingar geta metið spennuolíuflæði og vinda hitastig með því að nota greiningarútreikninga, varmalíkön og, fyrir stærri eða flóknari spennubreyta, reiknivökvavirkni (CFD).

Sumir af helstu breytum eru:

Góð olíu-flæðishönnun er mikilvæg. Ef olía dreifist ekki rétt í gegnum vafning geta staðbundnir heitir blettir myndast jafnvel þegar heildarhitastig spenni lítur út fyrir að vera viðunandi.

Fyrir stóra aflspenna getur CFD greining hjálpað verkfræðingum að bera kennsl á ójafnt olíuflæði, hitastig og hugsanlega heita- staði áður en spennirinn er framleiddur.

Hitaleiðni spennuolíutanka

Speniolíutankurinn er ekki bara ílát fyrir olíuna. Það er líka hluti af kælikerfinu.

Eftir að hafa tekið upp varma frá kjarna og vafningum flytur olían þann varma yfir á tankveggina. Geymiryfirborðið losar síðan hitann út í umhverfið í kring.

Stærri spennar þurfa venjulega ofna til að veita aukið hitaflutningssvæði.-

Convection hitaleiðni

Convection er ein helsta leiðin sem spenni losar hita.

Þegar yfirborð tanksins verður hlýrra en loftið í kring hitnar nærliggjandi loft, verður minna þétt og hækkar. Kælda loft færist síðan í átt að yfirborði tanksins.

Þetta skapar náttúrulega loftflæði og flytur varma frá spenni.

Með þvinguðum-loftkælingu auka viftur loftflæði yfir ofnflötin. Þetta er sérstaklega gagnlegt þegar spennirinn starfar við mikið álag.

Geislun

Spennigeymirinn og ofnar gefa einnig frá sér hita með hitageislun.

Magn varma sem geislað er út fer eftir yfirborðshita, losun, útsettu svæði og umhverfisaðstæðum.

Geislun virkar ekki ein og sér. Í reynd starfa geislun og varmahitun saman og stuðla bæði að heildarvarmaleiðni spennisins.

Hitastigshækkun pípulaga spennuolíutanka

Pípulaga spenniolíutankar nota pípulaga mannvirki til að auka ytri hitaflutningssvæðið-.

Grunnhitaleiðin er áfram:

Virkir hlutar → olía → pípulaga tankur → umhverfisloft

Stærra kæliflötur getur bætt hitaleiðni, sérstaklega fyrir náttúrulega kælda spennubreyta.

Hitastigshækkun pípulaga spenniolíutanks fer eftir hleðslu spenni, olíuflæði, rörmáli, rörabili, umhverfishita og loftflæði í kringum tankinn.

Geymirinn ætti því að vera hannaður sem hluti af öllu hitakerfi, ásamt kjarna, vafningum, olíugöngum, ofnum og lofti í kring.

Af hverju hitastigshækkun spennu skiptir máli

Af hverju að eyða svona miklum tíma í að ræða hitahækkun? Vegna þess að það hefur bein tengsl viðeinangrunarlíf, hleðslugetu spenni, kælivirkni, áreiðanleika og endingartíma.

Langtíma notkun við of hátt hitastig getur flýtt fyrir öldrun einangrunar og aukið hættuna á hitauppstreymi. Á hinn bóginn getur of stórt kælikerfi bætt við óþarfa búnaðarkostnaði og aukaorkunotkun.

Markmiðið er ekki bara að gera spenni eins flottan og mögulegt er. Góð verkfræði snýst um að finna rétta jafnvægið milli varmamyndunar, hitaleiðni, skilvirkni, kostnaðar, áreiðanleika og raunverulegs álagssniðs.

Nútíma raforkuvirki eiga einnig skilið auka athygli. Gagnaver, breytileg-tíðnidrif, endurnýjanlegir-orkubreytar, rafhleðslukerfi fyrir rafbíla og annað rafrænt-afl rafhleðslu geta komið fyrir harmónískum straumum. Þessir straumar geta aukið viðbótartap spenni og stuðlað að upphitun.

Lykilþættir sem hafa áhrif á hitastigshækkun spennu

Þegar þú velur eða tilgreinir olíubreyti-í kafi er þess virði að horfa á allt rekstrarumhverfið frekar en að einblína á eina hitatölu.

Niðurstaða

Transformer hitastig hækkuner grundvallarþáttur í hönnun, prófunum og rekstri spenni. Það lýsir því hversu miklu heitari spenniíhluti verður miðað við viðmiðunarumhverfishitastig og gefur gagnlega vísbendingu um virkni hitakerfis spennisins.

Fyrir anolíu-spennir á kafi, hiti sem myndast af kjarna og vafningum er fluttur yfir í einangrunarolíuna, borinn í gegnum kælikerfið, fluttur í tankinn og ofnana og loks sleppt í gegnum convection og geislun.

Thehitastigshækkun olíu-spenna á kafifer eftir mörgum þáttum, þar á meðal hleðslu spenni, umhverfishita, vafningshönnun, olíuflæði, kæliaðferð, byggingu tanka og tiltækt hitaflutningssvæði-.

Hlýnandi heiti reiturinn á skilið sérstaka athygli vegna þess að staðbundin ofhitnun getur flýtt fyrir öldrun einangrunar jafnvel þegar meðalhiti helst innan viðunandi marka.

Fyrir spenniframleiðendur eins ogYawei Transformer, varmahönnun er því ómissandi hluti af vöruverkfræði. Uppsetning vinda, olíu-flæðisleiðir, tapdreifing, ofnahönnun, kælibúnaður og hitastigs-hækkunarprófanir þurfa allt að vinna saman.

Þegar spenni er tilgreint skal alltaf athuga það sem á viðIEC 60076 eða IEEE C57 staðlar, verkefniskröfur, einangrunarkerfi, kælifyrirkomulag, umhverfisaðstæður og tryggðar tæknilegar upplýsingar framleiðanda. Gildi eins og60 K, 65 K, 70 K og 78 Keru viðmiðunarhitastig-hækkunargildi við skilgreind skilyrði, ekki alhliða notkunar-hitamörk fyrir hvern spenni.

Á endanum er góð varmahönnun frekar einföld í grundvallaratriðum: mynda minni óþarfa hita, hreyfðu hitann á skilvirkan hátt, hafðu stjórn á heitum reitum og vertu viss um að spennirinn ráði við hið raunverulega-heimsálag sem hann mun í raun sjá.

Hafðu samband núna