Transformer Hot-Spot Temperature: Mga Pagsusuri sa Disenyo At Pag-verify ng FAT para sa Mga Oil-Immersed Unit

Kapag ang isang transpormer ay tinalakay sa yugto ng panipi, ang pagganap ng thermal ay kadalasang binabawasan sa dalawang linya sa isang datasheet: paraan ng paglamig at pinahihintulutang pagtaas ng temperatura. Hindi sapat iyon. Sa Zisheng Electric, ang aming pagsusuri sa disenyo ay karaniwang nagsisimula sa pamamagitan ng pagtatanong kung saan nalikha ang init, kung paano ito gumagalaw sa paikot-ikot at langis, at kung aling punto ang magiging thermal bottleneck sa ilalim ng tunay na ikot ng pagkarga. Ang sagot ay malapit na nauugnay sa temperatura ng hot-spot ng transpormer , hindi lamang ang average na temperatura na ipinapakita sa isang nakagawiang instrumento.

Ang isang transpormer ay maaaring magkaroon ng isang katanggap-tanggap na indikasyon ng langis ng tangke habang ang isang seksyon ng isang paikot-ikot ay gumagana nang mas mainit kaysa sa inaasahan. Ang lokal na temperatura ay nakakaapekto sa pagtanda ng pagkakabukod, labis na karga margin at ang pagiging kapaki-pakinabang ng mga setting ng alarma. Para sa mga kontratista ng EPC at mga industrial na mamimili, ang praktikal na tanong ay hindi 'may temperature indicator ba ang transformer?' Ito ay 'ang thermal design ba ay kumakatawan sa proyekto, at maaari bang ma-verify ang mga nauugnay na pagpapalagay sa panahon ng FAT?'

Itinatampok na application: isang oil-immersed na transpormer sa isang sistema ng pamamahagi ng industriya.

Ano Talaga ang Ibig Sabihin ng Transformer Hot-Spot Temperature

Tatlong temperatura ang karaniwang pinaghalo sa mga teknikal na talakayan. Inilalarawan ng top-oil temperature ang pinakamainit na bulk oil malapit sa itaas na bahagi ng tangke. Ang average na temperatura ng paikot-ikot ay karaniwang nakukuha mula sa mga sukat ng paglaban sa panahon ng isang pagsubok sa pagtaas ng temperatura. Ang winding hot-spot temperature ay tumutukoy sa pinakamataas na lokal na temperatura sa winding insulation system. Ang mga halagang ito ay magkakaugnay, ngunit hindi sila mapapalitan.

Lumilitaw ang mainit na lugar kung saan ang mga pagkalugi ng konduktor, pagkalugi ng gala, pamamahagi ng daloy ng langis at geometry ng insulation ay hindi paborableng pinagsama. Ito ay maaaring malapit sa isang paikot-ikot na dulo, isang transposisyon, isang lead exit o isang rehiyon na may pinaghihigpitang sirkulasyon ng langis. Ang pagsukat ng paglaban ay katamtaman ang buong paikot-ikot. Hindi ito maaaring direktang magbunyag ng isang maliit na lokal na hot zone. Iyon ang dahilan kung bakit pinagsasama ng isang mapagkakatiwalaang pagtatasa ng thermal ang nasusukat na mga resulta ng pagtaas ng temperatura sa isang sinuri na modelo ng thermal at, para sa naaangkop na mga proyekto, ang mga direktang pagsukat ng fiber-optic.

Nalalapat ang IEC 60076-2:2011 sa mga liquid-immersed na transformer, tinutukoy ang mga kinakailangan sa pagtaas ng temperatura at nagtatakda ng mga pamamaraan para sa mga pagsubok sa pagtaas ng temperatura. Tinutugunan ng IEC 60076-7:2018 ang impluwensya ng ambient temperature at loading sa operating temperature at insulation life. Ang mga limitasyong partikular sa proyekto, sangguniang mga kundisyon sa kapaligiran at ang paraan ng pagtanggap ay kailangan pa ring tukuyin sa detalye. Ang isang karaniwang numero lamang ay hindi tumutukoy sa kumpletong thermal duty.

Paano Lumilikha o Nagbabawas ng Hot Spot ang Mga Desisyon sa Thermal Design

Magsimula sa totoong load profile, hindi lang nameplate kVA

Ang parehong na-rate na transpormer ay maaaring harapin ang iba't ibang mga thermal na tungkulin. Ang isang yunit ng pamamahagi na naghahatid ng mga komersyal na load ay maaaring magkaroon ng mahabang peak sa gabi. Maaaring makita ng transformer ng planta ng semento ang paulit-ulit na pagsisimula ng motor at nananatili ang mataas na pagkarga. Ang isang solar step-up na transformer ay sumusunod sa irradiance, habang ang isang baterya na energy storage transformer ay maaaring gumana sa parehong direksyon ng daloy ng kuryente na may isang dispatch profile na mabilis na nagbabago.

Kailangan ng engineer ang inaasahang tuloy-tuloy na pagkarga, tagal ng peak, cyclic pattern, power factor at harmonic content. Ang mga maharmonya na alon ay nagpapataas ng paikot-ikot at naliligaw na pagkalugi, ngunit ang epekto nito ay nakasalalay sa pagsasaayos ng spectrum at konduktor. Ang pagsulat ng 'nonlinear load' sa isang datasheet ay hindi sapat. Para sa mga converter-fed load, karaniwan naming hinihiling ang inaasahang kasalukuyang spectrum o ang harmonic data ng manufacturer ng converter bago i-finalize ang loss model.

Kinokontrol ng winding geometry ang parehong pagkalugi at daloy ng langis

Ang laki ng konduktor ay hindi maaaring piliin mula sa kasalukuyang density lamang. Ang mga sukat ng radial at axial ay nakakaimpluwensya sa leakage field, eddy loss at mekanikal na lakas. Ang mga cooling duct ay dapat pahintulutan ang langis na maabot ang mga lokasyon na aktwal na gumagawa ng init. Kung ang isang duct ay makitid sa pamamagitan ng pagkakabukod ng pagkakabukod, spacer displacement o labis na clamping deformation, ang kinakalkula na landas ng daloy ay maaaring wala sa ginawang paikot-ikot.

Sa aming pagsusuri sa disenyo, sinusuri namin ang kaugnayan sa pagitan ng pamamahagi ng pagkawala ng paikot-ikot, pag-aayos ng duct at suportang mekanikal. Ang pagtaas ng duct ay hindi awtomatikong pagpapabuti; binabago nito ang mga paikot-ikot na sukat, leakage reactance at short-circuit forces. Ang thermal at mekanikal na disenyo ay kailangang lutasin nang magkasama. Ito rin ang dahilan kung bakit ang isang huli na kahilingan na baguhin ang impedance ay maaaring mangailangan ng isa pang thermal review sa halip na isang simpleng pagwawasto sa pagguhit.

Tinutukoy ng pag-aayos ng core, winding at oil-path kung saan maaaring maipon ang init.

Ang pamamahagi ng pagkawala ay mahalaga ng higit sa isang kabuuang bilang ng pagkawala

Ang garantisadong pagkawala ng pagkarga ay mahalaga para sa kahusayan at pagbuo ng init, ngunit ang kabuuang pagkawala ng pagkarga ay hindi nagpapakita kung saan ang init na iyon ay puro. Ang pagkawala ng paikot-ikot ng DC ay malawak na ipinamamahagi. Maaaring ma-localize ang pagkawala ng eddy sa mga conductor at pagkawala ng ligaw sa mga istrukturang bahagi. Ang mga lead, winding end, tank wall, clamp at magnetic shield ay nangangailangan ng pansin sa mas malaki o high-current na mga disenyo.

Ang isang mas mababang kabuuang pagkawala ay hindi awtomatikong nagpapatunay ng isang mas mababang hot spot. Ang mahalaga ay kung ang mga dimensyon ng conductor, transposisyon, shielding at cooling path ay pare-pareho sa nakalkulang pamamahagi ng pagkawala. Para sa isang kapaki-pakinabang na background kung paano ginagawa at kinokontrol ang aktibong bahagi, suriin ang aming artikulo sa oil-immersed transformer monitoring at predictive-maintenance gabay . Kapag ang mga pang-industriya na load ang nagtutulak sa disenyo, dapat ding ihambing ng pangkat ng proyekto ang pang-industriyang pamamahagi ng mga kadahilanan ng disenyo ng transpormer laban sa iskedyul ng pagkarga.

Ang mga radiator at sapilitang paglamig ay dapat suriin bilang isang sistema

Ang lugar sa ibabaw ng radiator, ulo ng sirkulasyon ng langis, mga sukat ng tubo, daloy ng hangin ng fan at espasyo ng kagamitan ay nagtutulungan. Ang pagdaragdag ng mga fan sa isang mahinang natural-circulation arrangement ay maaaring hindi magtama ng oil-flow restriction sa loob ng aktibong bahagi. Gayundin, ang isang transformer na dumadaan sa bawat fan na gumagana ay maaaring magkaroon ng maliit na operational resilience kung ang isang fan group ay hindi available.

Ang isang puntong maaga naming nilinaw ay ang kaugnayan sa pagitan ng rating ng transformer at cooling mode: kung ang na-rate na output ay batay sa ONAN o ONAF, kung gaano karaming mga yugto ng paglamig ang ibinigay, kung aling yugto ang normal, at kung ang buong tungkulin ay kinakailangan sa isang fan group na hindi available. Ang mga contact sa alarm at biyahe, boltahe ng supply ng motor, lokal/remote na pagpili at mga awtomatikong control setpoint ay nabibilang sa iskedyul ng interface.

Anong Mapatunayan at Hindi Mapapatunayan ng Taba ng Pagtaas ng Temperatura

Ang isang pagsubok sa pagtaas ng temperatura ay mahalaga dahil sinusuri nito ang pinagsama-samang yunit bilang isang thermal system. Maaari nitong ilantad ang hindi sapat na pagganap ng radiator, hindi tamang pag-ikot ng fan, mga error sa pagkontrol sa mga kable, hindi inaasahang kabuuang pagkalugi o mahinang margin ng temperatura. Hindi nito pinaparami ang bawat kundisyon ng site. Ang kapaligiran ng pagsubok, paraan ng loss-injection, kagamitan sa paglamig at mga kalkulasyon sa pagtanggap samakatuwid ay kailangang maitala nang malinaw.

Suriin ang pagkakasunud-sunod ng pagsubok bago ang petsa ng saksi

Ang naaprubahang pamamaraan ng pagsubok ay dapat tukuyin ang naaangkop na pamantayan, paraan ng koneksyon, mga instrumento sa pagsukat, pagsukat ng temperatura sa paligid, pagkalugi sa pag-inject, pagsasaayos ng paglamig, pamantayan sa pag-stabilize, pagkakasunud-sunod ng pagsasara at timing ng pagsukat ng paglaban. Kung ang temperatura ng paikot-ikot ay tinutukoy mula sa paglaban, ang oras ay kritikal pagkatapos ng shutdown. Ang isang naantala o hindi kumpletong serye ng mga pagbabasa ay maaaring gawing hindi mapagkakatiwalaan ang extrapolation.

Para sa mga multi-cooling-stage unit, dapat na isaad ng pamamaraan kung aling rating at cooling mode ang bini-verify. Ang fan at pump current, operating status at control sequence ay dapat na naka-log. Kung ang proyekto ay nangangailangan ng isang pagsubok sa pagtaas ng temperatura sa isang partikular na posisyon ng gripo, ang kundisyong iyon ay dapat na sumang-ayon bago ang pagsubok dahil ang posisyon ng gripo ay nakakaapekto sa mga pagkalugi at maaaring makaapekto sa resulta ng thermal.

Ang thermal acceptance ay dapat tumutugma sa tinukoy na rating, tap at cooling mode.

Suriin ang mga pagwawasto sa halip na basahin lamang ang huling linya

Ang isang kapaki-pakinabang na ulat ng FAT ay nagpapanatili ng mga hilaw na sukat pati na rin ang mga huling kalkulasyon. Suriin ang mga ambient reading, temperatura ng langis, kasalukuyang, boltahe, lakas ng input, resistensya ng paikot-ikot, status ng cooling-device at mga time stamp. Kumpirmahin kung paano naitama ang mga nasusukat na pagkalugi sa kinakailangang kondisyon ng sanggunian at kung paano inayos ang mga temperatura kapag ang mga pagkalugi sa pagsubok ay naiiba sa mga garantisadong pagkalugi.

Ang isang ulat na naglalaman lamang ng 'pass' ay nag-aalis ng katibayan na kailangan para sa pagsusuri sa engineering. Ang nasusukat na pagtaas ng langis at average na pagtaas ng paikot-ikot ay dapat na masubaybayan sa mga talaan ng instrumento. Kung kinakalkula ang isang hot-spot value, dapat tukuyin ng ulat ang modelo o hot-spot factor na ginamit. Kung ang mga fiber-optic na sensor ay tinukoy, ang mga lokasyon ng sensor at mga wastong channel ay dapat na magkasundo bago paikot-ikot na paggawa, hindi pagkatapos na ma-assemble ang aktibong bahagi.

Mga Kondisyon sa Field na Maaaring Matalo ang Magandang Resulta ng Pabrika

Ang pag-install ng site ay nagbabago sa daloy ng hangin. Ang isang transpormer na inilagay malapit sa isang pader, sa loob ng isang hindi magandang bentilasyong enclosure o sa tabi ng isa pang pinagmumulan ng init ay maaaring gumana nang mas mainit kaysa sa FAT unit sa bukas na espasyo ng laboratoryo. Ang mga radiator ay nangangailangan ng clearance para sa natural na convection. Hindi dapat mag-recirculate ng mainit na hangin ang paglabas ng fan. Para sa mga panloob na pag-install, ang pagkalkula ng bentilasyon ng silid ay dapat isama ang mga pagkalugi ng transpormer sa aktwal na tungkulin sa pagpapatakbo.

Mahalaga rin ang kontaminasyon. Ang alikabok, mga hibla o mga deposito ng langis sa mga ibabaw ng radiator ay nagpapababa ng paglipat ng init. Ang isang nabigong contactor ng fan, naka-block na cooler, mababang antas ng langis o maling pagpili ng control-mode ay maaaring mag-alis ng thermal margin nang walang electrical fault. Dapat i-verify ng commissioning ang antas ng langis, mga posisyon ng balbula, mas malamig na operasyon, direksyon ng bentilador, mga instrumento sa temperatura at mga contact ng alarma bago ang patuloy na pag-load.

Ang mga setting ng temperatura ay dapat na nakaayon sa pilosopiya ng proteksyon. Ang isang winding temperature indicator ay maaaring may kasamang thermal image batay sa kasalukuyang, habang ang isang electronic monitor ay maaaring kalkulahin ang temperatura mula sa oil temperature at load. Ang kanilang mga pagbabasa ay hindi kinakailangang tumugma sa isang lokal na fiber-optic sensor. Dapat tukuyin ng EPC team kung aling value ang ginagamit para sa alarma, biyahe, SCADA display at operational trending.

Kinakailangan ang Data ng Pagkuha para sa Defensible Thermal Guarantee

Ang isang mamimili ay hindi kailangang gawin ang thermal kalkulasyon ng tagagawa, ngunit ang pagtatanong ay dapat magbigay ng tamang mga kundisyon sa hangganan. Sa pinakamababa, ipadala ang iskedyul ng pagkarga, ambient profile, altitude, installation arrangement, enclosure o room ventilation data, harmonic information, cooling redundancy requirement at kinakailangang alarm/trip interface.

Sabihin ang mga kinakailangang pagsusuri at mga punto ng saksi sa purchase order. Ang pagsubok sa pagtaas ng temperatura ay nakakaapekto sa oras ng laboratoryo at pagpaplano ng produksyon, kaya hindi ito dapat lumabas bilang komento sa huling pagsusuri. Para sa isang mas malawak na paghahambing ng mga teknolohiya ng transpormer at ang kanilang thermal behavior, gamitin ang gabay sa pagpili ng pang-industriyang transpormer.

Ang thermal performance ay depende sa parehong inaprubahang disenyo at pagkakapare-pareho ng pagmamanupaktura.

Ano ang Sinusuri ng Zisheng Electric Bago Kumpirmahin ang Disenyo

Para sa isang oil-immersed unit, karaniwan naming hinihiling ang datasheet, single-line diagram, load profile, harmonic information, site ambient data, altitude, cooling philosophy at mga kinakailangan sa pagsubaybay. Sinusuri ng aming mga inhinyero ang mga pagkalugi ng electromagnetic, pag-aayos ng paikot-ikot, panloob na mga daanan ng langis, tungkulin ng radiator, mga rating ng accessory at saklaw ng FAT bilang isang pakete. Ang layunin ay hindi magdagdag ng kagamitan nang walang dahilan. Ito ay upang alisin ang kawalan ng katiyakan mula sa thermal duty bago ang tanso ay sugat at ang bakal ay pinutol.

Mga supply ng Zisheng Electric oil-immersed power transformer para sa mga substation , distribution at power transformer, dry-type na unit at kaugnay na kagamitan sa substation. Kung sinusuri ng iyong proyekto ang temperatura ng hot-spot ng transformer , ipadala ang datasheet ng transformer, iskedyul ng pagkarga, mga kondisyon sa paligid, kinakailangan sa pagpapalamig at detalye ng FAT. Susuriin ng aming engineering team ang mga kinakailangan at tutugon sa mga katanungan sa proyekto sa loob ng 24 na oras.