Làm mát cho máy biến áp ngâm trong dầu: Thiết kế bộ tản nhiệt, dàn quạt và kiểm tra FAT

Zisheng Electric coi việc làm mát cho máy biến áp ngâm dầu như một giao diện thiết kế dự án chứ không phải một phụ kiện được chọn sau khi định mức điện được cố định. Hệ thống làm mát xác định liệu thông số định mức được đảm bảo có thể được cung cấp ở nhiệt độ môi trường quy định hay không, liệu các giới hạn nhiệt độ cuộn dây và lớp dầu trên có được tôn trọng hay không và liệu máy biến áp có duy trì được khả năng bảo trì trong suốt thời gian vận hành của nó hay không. Một thiếu sót nhỏ—chẳng hạn như nguồn điện của quạt chưa được xác minh hoặc khoảng trống phía sau bộ tản nhiệt không đủ—có thể làm giảm công suất khả dụng hoặc trì hoãn việc cấp điện.

Hướng dẫn này giải thích các quyết định kỹ thuật cần được hoàn tất trước khi đặt hàng, trong quá trình xem xét bản vẽ và khi kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy. Nó không thay thế tính toán nhiệt của nhà sản xuất máy biến áp hoặc thông số kỹ thuật của dự án. Công suất định mức, vốn hóa tổn thất, hồ sơ tải, điều kiện môi trường xung quanh, chỉ định làm mát, giới hạn tăng nhiệt độ và các phiên bản tiêu chuẩn hiện hành phải được xác nhận cho từng dự án.

Tại sao việc làm mát cho máy biến áp ngâm dầu lại là một quyết định mua sắm

Tổn thất điện trở thành nhiệt. Tổn thất không tải xuất hiện bất cứ khi nào máy biến áp được cấp điện, trong khi tổn thất khi tải thay đổi theo dòng điện và bị ảnh hưởng mạnh bởi đặc tính tải vận hành. Thiết kế làm mát phải loại bỏ nhiệt này trong các điều kiện sử dụng được chỉ định. Nếu nhà thầu chỉ so sánh các máy biến áp theo MVA và tỷ số điện áp thì các nhà thầu có thể giải thích nhiệt độ môi trường, giai đoạn làm mát và nhiệm vụ phụ trợ theo cách khác nhau. Các ưu đãi có thể có vẻ tương đương nhưng công suất sử dụng, tổn thất, tiếng ồn và yêu cầu bảo trì thì không.

Việc làm mát cũng ảnh hưởng đến cách bố trí trạm biến áp. Các dàn tản nhiệt tăng kích thước vận chuyển và lắp đặt. Bộ tản nhiệt có thể tháo rời cần có van, tấm đệm, thiết bị nâng, bảo quản sạch sẽ và lắp ráp được kiểm soát. Quạt yêu cầu nguồn phụ AC, bảo vệ, đi cáp, logic điều khiển, cảnh báo và cách ly cục bộ. Các giao diện này thuộc về đánh giá giá thầu kỹ thuật, không thuộc về truy vấn trang web muộn.

Bắt đầu với đầu vào nhiệt đã được xác minh

Cơ sở đánh giá và tổn thất được đảm bảo

Nhà sản xuất cần có cơ sở đánh giá nhất quán: công suất định mức cho từng giai đoạn làm mát, tần số, điện áp và công suất vòi, cấu hình môi trường xung quanh tối đa, độ cao lắp đặt, hiệu ứng rào cản âm thanh hoặc vỏ bọc, khả năng tiếp xúc với năng lượng mặt trời nếu có liên quan và giới hạn tăng nhiệt độ cần thiết. Các tổn thất khi không tải và có tải được đảm bảo phải được gắn với cùng các điều kiện tham chiếu được sử dụng trong thiết kế nhiệt và đánh giá FAT. Nếu các vật liệu hoặc thiết kế cuộn dây thay thế làm thay đổi tổn hao thì việc tính toán làm mát cần được cập nhật thay vì áp dụng lại từ thiết kế trước đó.

IEC 60076-2 đề cập đến vấn đề tăng nhiệt độ đối với máy biến áp ngâm trong chất lỏng, trong khi IEC 60076-7 cung cấp hướng dẫn về tải cho máy biến áp ngâm trong dầu khoáng. Hợp đồng phải xác định các phiên bản cần thiết và bất kỳ sai lệch cụ thể nào của dự án. Chỉ tham chiếu tiêu chuẩn không xác định được đặc điểm môi trường xung quanh, nhiệm vụ quá tải, triết lý dự phòng hoặc cài đặt cảnh báo của chủ sở hữu.

Hình ảnh sản phẩm minh họa bề mặt làm mát bên ngoài của máy biến áp ngâm dầu.

Nhiệt độ môi trường và độ cao

Không sử dụng tên quốc gia để thay thế cho dữ liệu trang web. Thu được nhiệt độ tối đa, trung bình hàng ngày và trung bình hàng năm được chỉ định, cộng với độ cao và mọi điều kiện luồng không khí bị hạn chế. Nhiệt độ môi trường cao làm giảm biên độ nhiệt độ có sẵn cho máy biến áp. Độ cao có thể làm giảm mật độ không khí và do đó làm giảm hiệu quả làm mát phía không khí. Sự điều chỉnh hoặc phản hồi thiết kế được yêu cầu phải được thống nhất bằng cách sử dụng tiêu chuẩn hiện hành và thông số kỹ thuật của dự án.

Đối với lắp đặt trong nhà hoặc khép kín một phần, cân bằng nhiệt trong phòng là một phần của giao diện máy biến áp. Bộ tản nhiệt không thể thải nhiệt nếu không khí nóng tuần hoàn hoặc nếu cửa gió và quạt hút có kích thước bằng MVA máy biến áp thay vì tổng tổn thất được đảm bảo. Nhà thiết kế dân dụng hoặc HVAC cần loại bỏ nhiệt cho từng giai đoạn vận hành, không chỉ định mức trên bảng tên máy biến áp.

So sánh các giai đoạn làm mát bằng không khí tự nhiên và cưỡng bức

Dầu tự nhiên và sự lưu thông không khí tự nhiên rất hấp dẫn vì nó tránh được sự phụ thuộc vào việc chạy quạt. Các tầng không khí cưỡng bức có thể cung cấp công suất bổ sung từ cùng một bộ phận hoạt động và vỏ thùng, nhưng có thêm các hệ thống phụ trợ và thiết bị di chuyển. Thông số kỹ thuật phải nêu rõ mức đánh giá yêu cầu ở từng giai đoạn làm mát và nguyên tắc vận hành sau khi mất một nhóm quạt hoặc một nguồn cung cấp phụ.

Bố trí bộ tản nhiệt, luồng không khí và khả năng bảo trì

Hiệu suất của bộ tản nhiệt phụ thuộc vào diện tích bề mặt và chuyển động không khí không bị cản trở. Xem xét sự sắp xếp chung với khoảng trống thực tế của khu vực, tường chống cháy, rào cản tiếng ồn, tuyến cáp, lối đi và thiết bị lân cận. Bố cục có vẻ đối xứng không tự động là bố cục hiệu quả về nhiệt. Không khí nóng thoát ra từ một ngăn không được bị kẹt vào tường hoặc bị hút vào một ngăn khác. Trong trường hợp bộ làm mát ở xa, việc định tuyến đường ống, đầu dầu, giá đỡ và kết nối linh hoạt trở thành các giao diện thiết kế bổ sung.

Quyền truy cập bảo trì cần được quan tâm như nhau. Người vận hành cần không gian để kiểm tra rò rỉ, làm sạch bề mặt làm mát, tháo động cơ quạt và tiếp cận các van mà không có bệ tạm thời không an toàn. Nếu bộ tản nhiệt được vận chuyển rời khỏi, thì mỗi bộ tản nhiệt và kết nối đường ống phải được xác định sao cho việc lắp ráp tại địa điểm khớp với bản vẽ đã được phê duyệt. Các miếng đệm, vị trí van, tấm đệm và các biện pháp kiểm soát độ sạch phải được đưa vào quy trình đóng gói và lắp đặt.

Hình ảnh sản phẩm dùng để đánh giá lối đi xung quanh dàn tản nhiệt và phụ kiện.

Giao diện điều khiển quạt, thiết bị đo đạc và SCADA

Logic của quạt phải được ghi lại trong bảng nguyên nhân và kết quả. Xác định thiết bị nhiệt độ cuộn dây hoặc nhiệt độ dầu trên cùng khởi động mỗi nhóm, cách vận hành thủ công, điều gì xảy ra nếu cảm biến bị hỏng và cảnh báo nào là cục bộ hoặc từ xa. Nếu giám sát kỹ thuật số được cung cấp, hãy duy trì triết lý kiểm soát và bảo vệ độc lập phù hợp với dự án. Khả năng liên lạc không phải là phương pháp duy nhất để bắt đầu làm mát thiết yếu.

Kiểm tra điện áp và tần số động cơ, dòng khởi động, công tắc tơ, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải, nhận dạng đầu cực và đầu vào cáp. Xác nhận xem có cần thiết phải có bộ sưởi chống ngưng tụ trong tủ điều khiển hay không và cách cung cấp chúng. Một lỗi EPC phổ biến là đưa động cơ quạt vào phạm vi của nhà cung cấp máy biến áp trong khi bỏ qua bộ cấp nguồn, kích thước cáp hoặc các điểm SCADA khỏi thiết kế cân bằng của nhà máy.

Xác minh nhà máy và địa điểm

Thử nghiệm độ tăng nhiệt độ cung cấp bằng chứng quan trọng nhưng thông số kỹ thuật mua hàng phải nêu rõ cơ sở thử nghiệm và hồ sơ cần thiết. Xem xét bố trí thử nghiệm, giai đoạn làm mát, tổn thất đo được, đo lường môi trường xung quanh, tiêu chí ổn định, cảm biến nhiệt độ, đo điện trở và phương pháp hiệu chỉnh. So sánh cấu hình được thử nghiệm với máy biến áp được cung cấp. Nếu thử nghiệm được thực hiện trên một thiết kế đại diện chứ không phải đơn vị được đặt hàng, hãy xác nhận sự tương đương về mặt kỹ thuật và lộ trình chấp nhận theo hợp đồng.

Việc kiểm tra chức năng phải bao gồm từng nhóm quạt, lựa chọn cục bộ/tự động, đầu vào nhiệt độ mô phỏng, cảnh báo, chỉ báo và hiện tượng mất nguồn cung cấp. Vấn đề xoay và hướng luồng không khí. Quạt chạy ngược có thể vượt qua quá trình kiểm tra hoạt động điện nhưng làm giảm hiệu suất làm mát. Bản ghi FAT phải xác định các thiết bị thực tế và các điểm đặt để nhóm vận hành có thể lặp lại việc kiểm tra tại hiện trường.

Hình ảnh sản phẩm minh họa lý do tại sao bố trí làm mát phải phối hợp với cách bố trí tổng thể máy biến áp.

Ví dụ về thông số kỹ thuật để làm rõ đấu thầu

Ví dụ giả thuyết—không phải một dự án thực tế: 'Máy biến áp sẽ cung cấp xếp hạng liên tục theo lịch trình ở môi trường xung quanh và độ cao đã nêu. Nhà thầu phải tuyên bố tổn thất đảm bảo, chỉ định làm mát, xếp hạng ở từng giai đoạn làm mát, số lượng và nhóm quạt, nhu cầu cung cấp phụ trợ, điểm đặt điều khiển, báo động, sắp xếp vận chuyển bộ tản nhiệt và khoảng trống bảo trì bắt buộc. Mất một nhóm quạt sẽ kích hoạt cảnh báo và nhà thầu phải nêu rõ mức tải liên tục cho phép trong điều kiện đó. Đề xuất tăng nhiệt độ và kiểm tra chức năng phải được đệ trình để phê duyệt.'

Ngôn ngữ này không chọn thiết kế cho nhà cung cấp. Nó làm cho cơ sở hiệu suất có thể so sánh được và buộc các giao diện quan trọng phải được đưa vào giá thầu. Bộ điều khoản cuối cùng phải phù hợp với triết lý hoạt động của chủ sở hữu và các phiên bản tiêu chuẩn hiện hành.

Danh sách kiểm tra mua sắm

• Xác nhận đánh giá và tổn thất ở mọi giai đoạn làm mát.

• Cung cấp các giới hạn về cấu hình môi trường xung quanh, độ cao và vùng bao vây thực tế.

• Xem lại khe hở của bộ tản nhiệt, luồng không khí và sự tuần hoàn không khí nóng.

• Xác nhận việc lắp ráp, bảo quản và nhận dạng bộ tản nhiệt có thể tháo rời.

• Kiểm tra nhóm quạt, dự phòng, cung cấp và bảo vệ động cơ.

• Phê duyệt các điểm đặt điều khiển, độ trễ, bộ chọn, cảnh báo và điểm SCADA.

• Bao gồm quyền truy cập bảo trì và cách ly an toàn trong đánh giá sắp xếp chung.

• Xác định sự tăng nhiệt độ và bằng chứng chức năng của FAT.

• Lặp lại việc kiểm tra xoay, báo động và điều khiển tự động trong quá trình vận hành.

Tài khoản cho sự bám bẩn, lão hóa và hoạt động theo mùa

Hiệu suất làm mát khi giao hàng không bằng hiệu suất làm mát sau nhiều năm hoạt động. Bụi, côn trùng, thảm thực vật, cặn muối và màng dầu có thể làm giảm sự truyền nhiệt hoặc cản trở luồng không khí. Kế hoạch bảo trì phải xác định các điểm kiểm tra, phương pháp làm sạch và tiêu chí để ngừng hoạt động bộ tản nhiệt hoặc nhóm quạt. Ở những nơi có mùa mưa, mùa cát hoặc thời gian tải trọng thấp kéo dài, tần suất kiểm tra nên tuân theo mức độ phơi nhiễm thực tế thay vì khoảng thời gian chung cố định.

Xu hướng nhiệt độ rất hữu ích khi nó được diễn giải bằng dữ liệu tải và môi trường xung quanh. Nhiệt độ lớp dầu trên cao hơn có thể phản ánh nhiệt độ tải hoặc nhiệt độ môi trường xung quanh cao hơn chứ không phải là lỗi. Ngược lại, nhiệt độ giảm có thể là do cảm biến bị hỏng. Xu hướng nhiệt độ liên quan, lệnh của quạt, phản hồi khi quạt chạy, dòng điện tải và điều kiện môi trường xung quanh cùng nhau. Thiết lập đường cơ sở theo ủy quyền để những sai lệch sau này có bối cảnh.

So sánh giá thầu trên cơ sở làm mát chung

Hai thiết kế không nên so sánh chỉ bằng số lượng quạt. Nhà cung cấp có thể sử dụng ít quạt lớn hơn, nhiều quạt nhỏ hơn hoặc cách bố trí bộ tản nhiệt khác. So sánh mức định mức được đảm bảo cho mỗi giai đoạn làm mát, tổng nhu cầu phụ trợ, tổn thất của một nhóm, mức độ ồn, khả năng tiếp cận thay thế, tính khả dụng của động cơ, triết lý điều khiển và bằng chứng đã được kiểm nghiệm. Yêu cầu một danh sách sai lệch để có thể nhìn thấy các ngoại lệ đối với các yêu cầu về môi trường xung quanh, dự phòng hoặc FAT đã chỉ định trước khi trao giải thưởng.

Ghi hệ thống làm mát vào ma trận đánh giá kỹ thuật với trạng thái đạt, làm rõ hoặc sai lệch. Đóng từng phần làm rõ trong đặc điểm mua hàng và bảng dữ liệu đã được phê duyệt. Điều này ngăn không cho ghi chú được chấp nhận về mặt thương mại bị mất khi bắt đầu thiết kế chi tiết và mang lại cho nhóm vận hành cơ sở thực hiện rõ ràng.

Đánh giá kỹ thuật với Zisheng Electric

Zisheng Electric có thể xem xét các giao diện làm mát cùng với máy biến áp ngâm dầu, máy biến áp trạm biến áp và dữ liệu dự án. Làm mát hiệu quả cho máy biến áp ngâm dầu bắt đầu bằng tổn thất, điều kiện môi trường xung quanh, định mức và hạn chế về địa điểm ổn định; không thể khôi phục nó bằng cách thêm quạt sau khi bố cục bị đóng băng.

Các tài nguyên liên quan bao gồm của chúng tôi dòng máy biến áp ngâm dầu, máy biến áp trạm biến áp, Tổng quan về giải pháp EPC, hướng dẫn phân tích tổn thất máy biến áp và hướng dẫn lựa chọn máy biến áp công nghiệp.

Các tài liệu tham khảo tiêu chuẩn cần được xác minh theo hợp đồng: Tìm kiếm tiêu chuẩn IEC 60076-2 và tìm kiếm theo Tìm kiếm theo tiêu chuẩn IEC 60076-7.

Để hỗ trợ đánh giá dự án, hãy gửi cho Zisheng Electric bản vẽ, bảng dữ liệu máy biến áp hoặc thiết bị đóng cắt, danh sách phụ tải, thông số kỹ thuật, sơ đồ một đường dây, thông số hệ thống, điều kiện môi trường và hạn chế tại địa điểm lắp đặt. 'Nhóm kỹ thuật của chúng tôi sẽ xem xét các yêu cầu và trả lời các câu hỏi của dự án trong vòng 24 giờ.'