درجة حرارة النقطة الساخنة للمحولات: فحوصات التصميم والتحقق من الدهون للوحدات المغمورة بالزيت

عندما تتم مناقشة المحول في مرحلة عرض الأسعار، غالبًا ما يتم تقليل الأداء الحراري إلى سطرين في ورقة البيانات: طريقة التبريد وارتفاع درجة الحرارة المسموح به. هذا لا يكفي. في شركة Zisheng Electric، تبدأ مراجعة تصميمنا عادةً بالسؤال عن مكان توليد الحرارة، وكيف تتحرك خلال الملف والزيت، وما هي النقطة التي ستصبح عنق الزجاجة الحراري في ظل دورة الحمل الحقيقية. ترتبط الإجابة بشكل وثيق بدرجة حرارة النقطة الساخنة للمحول ، وليس فقط متوسط ​​درجة الحرارة الموضحة على أداة روتينية.

يمكن أن يحتوي المحول على مؤشر مقبول لزيت الخزان بينما يعمل قسم واحد من الملف بشكل أكثر سخونة من المتوقع. تؤثر درجة الحرارة المحلية على عمر العزل وهامش التحميل الزائد وفائدة إعدادات الإنذار. بالنسبة لمقاولي EPC والمشترين الصناعيين، فإن السؤال العملي ليس 'هل يحتوي المحول على مؤشر لدرجة الحرارة؟' بل 'هل يمثل التصميم الحراري المشروع، وهل يمكن التحقق من الافتراضات ذات الصلة أثناء FAT؟'

التطبيق المميز: محول مغمور بالزيت في نظام التوزيع الصناعي.

ماذا تعني درجة حرارة النقطة الساخنة للمحول في الواقع؟

عادة ما يتم خلط ثلاث درجات حرارة معًا في المناقشات الفنية. تصف درجة حرارة الزيت العلوي الزيت السائب الأكثر سخونة بالقرب من الجزء العلوي من الخزان. يتم عادةً اشتقاق متوسط ​​درجة حرارة الملف من قياسات المقاومة أثناء اختبار ارتفاع درجة الحرارة. تشير درجة حرارة النقطة الساخنة المتعرجة إلى أعلى درجة حرارة محلية في نظام عزل الملفات. هذه القيم مترابطة، لكنها غير قابلة للتبديل.

تظهر النقطة الساخنة حيث تجتمع خسائر الموصل، والخسائر الشاردة، وتوزيع تدفق الزيت، وهندسة العزل بشكل غير مناسب. قد يكون بالقرب من نهاية متعرجة، أو تبديل، أو مخرج رصاص، أو منطقة ذات تداول مقيد للنفط. قياس المقاومة يحسب متوسط ​​الملف بأكمله. ولا يمكنها الكشف بشكل مباشر عن منطقة ساخنة محلية صغيرة. ولهذا السبب يجمع التقييم الحراري الجدير بالثقة بين نتائج قياس ارتفاع درجة الحرارة ونموذج حراري تمت مراجعته، وفي حالة المشاريع المناسبة، قياسات الألياف الضوئية المباشرة.

تنطبق المواصفة القياسية IEC 60076-2:2011 على المحولات المغمورة بالسائل، وتحدد متطلبات ارتفاع درجة الحرارة وتحدد طرق اختبارات ارتفاع درجة الحرارة. تتناول المواصفة القياسية IEC 60076-7:2018 تأثير درجة الحرارة المحيطة والتحميل على درجة حرارة التشغيل وعمر العزل. لا تزال هناك حاجة إلى تحديد الحدود الخاصة بالمشروع والظروف المحيطة المرجعية وطريقة القبول في المواصفات. الرقم القياسي وحده لا يحدد الواجب الحراري الكامل.

كيف تؤدي قرارات التصميم الحراري إلى إنشاء نقطة ساخنة أو تقليلها

ابدأ بملف تعريف التحميل الحقيقي، وليس فقط لوحة kVA

يمكن أن يواجه نفس المحول المقنن واجبات حرارية مختلفة جدًا. قد يكون لوحدة التوزيع التي تخدم الأحمال التجارية ذروة مسائية طويلة. قد يشهد محول مصنع الأسمنت تشغيلًا متكررًا للمحرك وحملًا عاليًا مستمرًا. يتبع محول الطاقة الشمسية الإشعاع، بينما يمكن لمحول تخزين طاقة البطارية أن يعمل في كلا اتجاهي تدفق الطاقة مع ملف تعريف إرسال يتغير بسرعة.

يحتاج المهندس إلى الحمل المستمر المتوقع ومدة الذروة والنمط الدوري وعامل القدرة والمحتوى التوافقي. تعمل التيارات التوافقية على زيادة فقد الملفات والضياع، لكن تأثيرها يعتمد على ترتيب الطيف والموصل. إن كتابة 'تحميل غير خطي' في ورقة البيانات ليس كافياً. بالنسبة للأحمال التي يتم تغذيتها بالمحول، فإننا نطلب عادةً طيف التيار المتوقع أو البيانات التوافقية الخاصة بالشركة المصنعة للمحول قبل الانتهاء من نموذج الخسارة.

تتحكم هندسة اللف في كل من الخسائر وتدفق النفط

لا يمكن تحديد حجم الموصل من الكثافة الحالية وحدها. تؤثر الأبعاد الشعاعية والمحورية على مجال التسرب وفقدان الدوامة والقوة الميكانيكية. يجب أن تسمح قنوات التبريد للزيت بالوصول إلى المواقع التي تولد الحرارة بالفعل. إذا تم تضييق القناة بسبب بناء العزل، أو إزاحة المباعد أو تشوه التثبيت المفرط، فقد لا يكون مسار التدفق المحسوب موجودًا في الملف المصنع.

خلال مراجعة التصميم لدينا، قمنا بفحص العلاقة بين توزيع فقدان الملف وترتيب مجاري الهواء والدعم الميكانيكي. إن زيادة القناة لا تعتبر تحسنًا تلقائيًا؛ فهو يغير أبعاد اللف ومفاعلة التسرب وقوى الدائرة القصيرة. يجب حل التصميم الحراري والميكانيكي معًا. وهذا أيضًا هو السبب في أن الطلب المتأخر لتغيير المعاوقة قد يتطلب مراجعة حرارية أخرى بدلاً من تصحيح الرسم البسيط.

يحدد ترتيب القلب والملف ومسار الزيت المكان الذي يمكن أن تتراكم فيه الحرارة.

توزيع الخسارة له أهمية أكثر من رقم إجمالي للخسارة

يعد فقدان الحمل المضمون أمرًا مهمًا لتحقيق الكفاءة وتوليد الحرارة، إلا أن إجمالي فقدان الحمل لا يوضح مكان تركيز تلك الحرارة. يتم توزيع فقدان لف العاصمة على نطاق واسع. يمكن تحديد موضع الخسارة الدوامية في الموصلات والخسارة الشاردة في الأجزاء الهيكلية. تتطلب الخيوط ونهايات اللف وجدران الخزانات والمشابك والدروع المغناطيسية الاهتمام بالتصميمات الأكبر أو ذات التيار العالي.

إن الخسارة الإجمالية المنخفضة لا تثبت تلقائيًا وجود نقطة ساخنة أقل. ما يهم هو ما إذا كانت أبعاد الموصل وعمليات النقل ومسارات التدريع والتبريد متوافقة مع توزيع الخسارة المحسوب. للحصول على خلفية مفيدة حول كيفية إنتاج الجزء النشط والتحكم فيه، قم بمراجعة مقالتنا حول مراقبة المحولات المغمورة بالزيت ودليل الصيانة التنبؤية . عندما تقود الأحمال الصناعية التصميم، يجب على فريق المشروع أيضًا مقارنة الأحمال الصناعية عوامل تصميم محولات التوزيع الصناعي مقابل جدول الأحمال.

يجب فحص المشعات والتبريد القسري كنظام

تعمل مساحة سطح الرادياتير ورأس دوران الزيت وأبعاد الأنابيب وتدفق هواء المروحة والتباعد بين المعدات معًا. قد لا تؤدي إضافة المراوح إلى ترتيب الدورة الطبيعية الضعيف إلى تصحيح قيود تدفق الزيت داخل الجزء النشط. وبالمثل، فإن المحول الذي يمر مع كل مروحة تعمل قد يكون لديه مرونة تشغيلية قليلة في حالة عدم توفر مجموعة مراوح واحدة.

إحدى النقاط التي نوضحها مبكرًا هي العلاقة بين تصنيف المحولات ووضع التبريد: ما إذا كان الخرج المقدر يعتمد على ONAN أو ONAF، وعدد مراحل التبريد المتوفرة، وما هي المرحلة الطبيعية، وما إذا كان التشغيل الكامل مطلوبًا مع عدم توفر مجموعة مراوح واحدة. تنتمي جهات اتصال الإنذار والرحلة، وجهد إمداد المحرك، والاختيار المحلي/عن بعد، ونقاط ضبط التحكم التلقائي إلى جدول الواجهة.

ما يمكن أن تثبته الدهون المرتفعة في درجة الحرارة وما لا يمكن أن تثبته

يعد اختبار ارتفاع درجة الحرارة ذا قيمة لأنه يتحقق من الوحدة المجمعة كنظام حراري. يمكن أن يؤدي ذلك إلى الكشف عن عدم كفاية أداء الرادياتير، أو الدوران غير الصحيح للمروحة، أو أخطاء التحكم في الأسلاك، أو الخسائر الإجمالية غير المتوقعة أو هامش درجة الحرارة الضعيف. ولا يعيد إنتاج حالة كل موقع. ولذلك يجب تسجيل بيئة الاختبار وطريقة الفقد والحقن ومعدات التبريد وحسابات القبول بشكل واضح.

قم بمراجعة تسلسل الاختبار قبل تاريخ الشاهد

ينبغي أن يحدد إجراء الاختبار المعتمد المعيار المطبق، وطريقة الاتصال، وأدوات القياس، وقياس درجة الحرارة المحيطة، والخسائر المحقونة، وتكوين التبريد، ومعيار التثبيت، وتسلسل إيقاف التشغيل، وتوقيت قياس المقاومة. إذا تم تحديد درجة حرارة الملف من المقاومة، فإن الوقت مهم بعد إيقاف التشغيل. قد تؤدي سلسلة القراءات المتأخرة أو غير المكتملة إلى جعل الاستقراء غير موثوق.

بالنسبة للوحدات متعددة مراحل التبريد، يجب أن يوضح الإجراء التصنيف ووضع التبريد الذي يتم التحقق منه. يجب تسجيل تيار المروحة والمضخة وحالة التشغيل وتسلسل التحكم. إذا كان المشروع يتطلب اختبار ارتفاع درجة الحرارة عند موضع صنبور معين، فيجب الاتفاق على هذا الشرط قبل الاختبار لأن موضع الصنبور يؤثر على الخسائر وقد يؤثر على النتيجة الحرارية.

يجب أن يتوافق القبول الحراري مع التصنيف المحدد والصنبور ووضع التبريد.

تحقق من التصحيحات بدلاً من قراءة السطر الأخير فقط

يحافظ تقرير FAT المفيد على القياسات الأولية بالإضافة إلى الحسابات النهائية. قم بمراجعة القراءات المحيطة ودرجات حرارة الزيت والتيار والجهد وطاقة الإدخال ومقاومة اللف وحالة جهاز التبريد والطوابع الزمنية. تأكد من كيفية تصحيح الخسائر المقاسة إلى الحالة المرجعية المطلوبة وكيفية تعديل درجات الحرارة عندما تختلف خسائر الاختبار عن الخسائر المضمونة.

التقرير الذي يحتوي على 'نجاح' فقط يزيل الأدلة المطلوبة للمراجعة الهندسية. يجب أن يتم تتبع ارتفاع الزيت العلوي ومتوسط ​​ارتفاع الملف إلى سجلات الأجهزة. إذا تم حساب قيمة النقطة الفعالة، فيجب أن يحدد التقرير النموذج أو عامل النقطة الفعالة المستخدم. إذا تم تحديد أجهزة استشعار الألياف الضوئية، فيجب الاتفاق على مواقع أجهزة الاستشعار والقنوات الصالحة قبل تصنيع اللف، وليس بعد تجميع الجزء النشط.

الظروف الميدانية التي يمكن أن تغلب على نتيجة المصنع الجيدة

تركيب الموقع يغير تدفق الهواء. يمكن للمحول الموضوع بالقرب من الحائط، داخل حاوية سيئة التهوية أو بجانب مصدر حرارة آخر، أن يعمل بشكل أكثر سخونة من وحدة FAT في مساحة المختبر المفتوحة. تحتاج المشعات إلى تصريح للحمل الحراري الطبيعي. يجب ألا يؤدي تفريغ المروحة إلى إعادة تدوير الهواء الساخن. بالنسبة للتركيبات الداخلية، يجب أن يتضمن حساب تهوية الغرفة خسائر المحولات عند التشغيل الفعلي.

التلوث مهم أيضا. يؤدي الغبار أو الألياف أو رواسب الزيت الموجودة على أسطح الرادياتير إلى تقليل انتقال الحرارة. يمكن أن يؤدي فشل موصل المروحة أو المبرد المسدود أو انخفاض مستوى الزيت أو الاختيار غير الصحيح لوضع التحكم إلى إزالة الهامش الحراري دون حدوث عطل كهربائي. يجب أن يتم التحقق من مستوى الزيت ومواضع الصمام وتشغيل المبرد واتجاه المروحة وأدوات درجة الحرارة واتصالات الإنذار قبل التحميل المستمر عند بدء التشغيل.

يجب أن تتوافق إعدادات درجة الحرارة مع فلسفة الحماية. قد يشتمل مؤشر درجة حرارة الملف على صورة حرارية تعتمد على التيار، بينما قد تحسب الشاشة الإلكترونية درجة الحرارة من درجة حرارة الزيت والحمل. لن تتطابق قراءاتها بالضرورة مع مستشعر الألياف الضوئية المحلي. يجب أن يحدد فريق EPC القيمة المستخدمة للإنذار والرحلة وعرض SCADA والاتجاه التشغيلي.

بيانات المشتريات المطلوبة لضمان حراري يمكن الدفاع عنه

لا يحتاج المشتري إلى إجراء الحساب الحراري الخاص بالشركة المصنعة، ولكن يجب أن يوفر الاستفسار شروط الحدود الصحيحة. على الأقل، قم بإرسال جدول التحميل، وملف التعريف المحيط، والارتفاع، وترتيب التثبيت، وبيانات العلبة أو تهوية الغرفة، والمعلومات التوافقية، ومتطلبات تكرار التبريد، وواجهات الإنذار/الرحلة المطلوبة.

اذكر الاختبارات المطلوبة ونقاط الشهود في أمر الشراء. يؤثر اختبار ارتفاع درجة الحرارة على وقت المختبر وتخطيط الإنتاج، لذلك لا ينبغي أن يظهر كتعليق فحص متأخر. لإجراء مقارنة أوسع بين تقنيات المحولات وسلوكها الحراري، استخدم دليل اختيار المحولات الصناعية.

يعتمد الأداء الحراري على كل من التصميم المعتمد واتساق التصنيع.

ما الذي تقوم شركة Zisheng Electric بفحصه قبل تأكيد التصميم

بالنسبة للوحدة المغمورة بالزيت، نطلب عادةً ورقة البيانات، والرسم التخطيطي أحادي الخط، وملف تعريف الحمل، والمعلومات التوافقية، والبيانات المحيطة بالموقع، والارتفاع، وفلسفة التبريد، ومتطلبات المراقبة. يقوم مهندسونا بعد ذلك بفحص الخسائر الكهرومغناطيسية، وترتيب الملفات، ومسارات الزيت الداخلية، وواجبات الرادياتير، وتقييمات الملحقات ونطاق FAT كحزمة واحدة. الهدف ليس إضافة معدات بدون سبب. إنه لإزالة عدم اليقين من الواجب الحراري قبل جرح النحاس وقطع الفولاذ.

Zisheng الإمدادات الكهربائية محولات الطاقة المغمورة بالزيت للمحطات الفرعية ومحولات التوزيع والطاقة والوحدات الجافة ومعدات المحطات الفرعية ذات الصلة. إذا كان مشروعك يقوم بتقييم درجة حرارة النقطة الساخنة للمحول ، فأرسل ورقة بيانات المحول وجدول التحميل والظروف المحيطة ومتطلبات التبريد ومواصفات FAT. سيقوم فريقنا الهندسي بمراجعة المتطلبات والرد على استفسارات المشروع خلال 24 ساعة.