Thekuiv{0}}tüüpi trafo temperatuuri tõuson üks neist tehnilistest üksikasjadest, mis võib andmelehel näida lihtne, kuid tegelikult ütleb teile üsna palju selle kohta, kuidas trafo reaalses töös töötab.

Kui trafo on pinge all, toodab see soojust. Osa tuleb magnetsüdamikust, samas kui koormuse kasvades tekib mähistes tavaliselt rohkem soojust. See kuumus peab välja saama. Kui see jääb trafosse lõksu, tõuseb temperatuur, isolatsioon vananeb kiiremini ja töökindlus võib aja jooksul kannatada.

Põhimõtteliselt:

Temperatuuri tõus=Trafo temperatuur – ümbritseva õhu temperatuur

Seega, kui ümbritsev õhk on 40 kraadi ja keskmine mähise temperatuur ulatub 140 kraadini, on mähise temperatuuri tõus 100 K.

Kuiv{0}}tüüpi trafosid jahutataksepigem õhkukui isoleerõli. See muudab eriti oluliseks õhuvoolu, ventilatsiooni, mähisekonstruktsiooni, isolatsioonimaterjalid ja jahutuskanalid. Praktikas tuleks trafot ennast ja ruumi, kus see on paigaldatud, pidada üheks soojussüsteemiks.

Mis põhjustab kuiva{0}}tüüpi transformaatori temperatuuri tõusu?

Soojusallikaid on mitu, kuidsüdamiku kadu ja mähise kaduon need suured.

Südamiku kadu tekib alati, kui trafo on pingestatud. See tuleneb peamiselt hüstereesist ja pöörisvooludest magnetsüdamikus. Erinevalt mähise kadudest ei kao see trafo kergel koormamisel.

Mähise kadu on tihedamalt seotud koormusvooluga. Resistiivset komponenti väljendatakse tavaliselt järgmiselt:

P = I²R

Sellele tasub tähelepanu pöörata, sest vool on ruudukujuline. Kui vool suureneb, võib mähise soojenemine suureneda palju kiiremini, kui võite oodata.Näiteks 80% nimivoolu juures on mähise kadu I²R komponent ligikaudu 64% nimivoolu väärtusest, eeldades, et muud tingimused jäävad sarnaseks.

Samuti on olemashulkuvad ja lisakadud. Lekkevoog võib metallist konstruktsiooniosades esile kutsuda voolu, tekitades lokaalset kuumenemist. Ka harmoonilised voolud võivad olukorra keerulisemaks muuta. Sellised seadmed nagu UPS-süsteemid, muutuva-sagedusega ajamid, päikeseenergia inverterid, EV-laadijad ja muud võimsus-elektroonilised koormused võivad tekitada harmoonilisi ja suurendada trafo kuumutamist.

Seega on lõpptemperatuur põhimõtteliselt tasakaal:kui palju soojust trafo toodab versus kui palju soojust ta suudab vabaneda.

Samuti on oluline ümbritseva õhu temperatuur. Kuumas elektriruumis töötaval trafol on väiksem soojusvaru kui sama trafol, mis on paigaldatud jahedamasse, hästi{1}}ventileeritud ruumi.

Mitte{0}}vaigukuiv-tüüpi transformaatorite temperatuuri tõus

Mitte-vaikkuiv--tüüpi trafodes kasutatakse isolatsioonisüsteeme, mis ei sõltu täielikust epoksüvaigu kapseldamisest. Sõltuvalt konstruktsioonist võivad mähised kasutada lakki, klaaskiudu, Nomexi, õhuisolatsiooni või muid tahkeid isolatsioonimaterjale.

Kuna mähiste ümber pole paksu valatud -vaigukihti, võib õhuvool mängida eriti olulist rolli. Disain peab pakkuma piisavalt ruumi, et soojus liiguks aktiivsetest osadest eemale, tekitamata tarbetuid termilisi kitsaskohti.

Mitte{0}}vaigukuiv-tüüpi transformaatorite soojust hajutav pind

Themitte--vaigukuiv--tüüpi trafode soojuseralduspindon sisuliselt ala, mis on saadaval soojuse ülekandmiseks ümbritsevasse õhku.

Südamikus ja mähistes tekkiv soojus peab enne õhku jõudmist liikuma läbi isolatsiooni ja konstruktsioonikomponentide. Hea soojuskonstruktsioon annab sellele soojusele mõistlikult otsese tee trafost välja.

Mähise geomeetriasiin loeb. Radiaalsed ja aksiaalsed õhukanalid võivad aidata jahedamal õhul siseneda trafo alumistesse osadesse, samal ajal kui soojem õhk tõuseb ja väljub läbi ülemiste osade. Looduslikult jahutatavates trafodes toimub see ringlus peamiselt läbikonvektsioon.

See kõlab lihtsalt, kuid installimine võib kergesti takistada.

Kui trafo on paigaldatud seinale liiga lähedale, ventilatsiooniavad on ummistunud või elektriruumis on halb õhuringlus, võib tegelik töötemperatuur olla oodatust palju kõrgem.

Suuremate seadmete puhul saab õhuvoolu suurendamiseks ja lisavõimsuse tagamiseks kasutada sundõhujahutust-. Kuid lihtsalt ventilaatori panemisest trafo kõrvale ei piisa. Õhk peab jõudma trafos ettenähtud jahutusteedele.

Mitte--vaigukuiv--tüüpi transformaatorite soojuskoormus

Themitte{0}}vaikkuiv-tüüpi trafode soojuskoormuson peamiselt seotud nende kogukahjumiga tegelikes töötingimustes.

Südamiku kadu esineb alati, kui trafo on pingestatud, samas kui mähise kadu muutub koos koormusega. Kui vool läheneb nimiväärtusele, suureneb mähise kuumenemine I²R suhte tõttu märkimisväärselt.

Tähelepanu väärib ka ühendatud koormus ise. Otsest lineaarset koormust andval trafol võib olla üsna prognoositav soojusprofiil. UPS-i seadmeid, muutuva-kiirusega ajamid, alaldid või muud mittelineaarsed koormused toidavad trafod võivad olla hoopis teine ​​lugu.

Harmoonilised voolud võivad suurendada lisakadusid ja põhjustada mähiste ja metallosade täiendavat kuumenemist. See on eriti oluline andmekeskuste, tööstusettevõtete, taastuvenergiaprojektide ja elektrisõidukite laadimisseadmete puhul.

Nende rakenduste puhul ei tohiks trafo valik põhineda ainult tüübisildil kVA. Võib-olla tuleb arvestada harmoonilise sisu, koormusprofiili, eeldatavate töötundide ja tulevase koormuse kasvuga.

Mitte{0}}vaigukuiv-tüüpi transformaatorite temperatuuri tõus

Themitte{0}}vaigukuiv--tüüpi trafode temperatuuri tõusmääratakse soojuse tekke ja soojuse hajumise vahelise tasakaalu järgi.

Kui trafo esimest korda pingesse lülitatakse, tõuseb selle temperatuur järk-järgult. Kui trafo ja ümbritseva õhu temperatuuride erinevus suureneb, suureneb ka soojuse hajumine. Lõpuks saavutab trafo suhteliselt stabiilse termilise seisundi.

Kuid temperatuur ei ole igal pool sama.

Südamik, mähised, isolatsioon, klambrid ja konstruktsioonikomponendid võivad kõik töötada erinevatel temperatuuridel. Mõned mähise osad võivad muutuda keskmisest mähise temperatuurist tunduvalt kuumemaks. Neid piirkondi nimetatakse üldiselt kuumadeks kohtadeks.

See eristamine on oluline, sest isolatsiooni vananemist mõjutavad tugevalt kuumimad alad. Trafo väliskülje mõõtmine võib anda kasulikku teavet hoolduse ajal, kuid see ei pruugi teile öelda, mis toimub mähises.

Standardis IEC 60076-11 on sätestatud nõuded kuivtüüpi trafode temperatuuri-tõusu testimiseks. Üldised võrdlusväärtused hõlmavad ligikaudu80 K B-klassi isolatsiooni, 100 K F-klassi ja 125 K H-klassi isolatsiooni korral, olenevalt kohaldatavast standardist ja trafo konstruktsioonist.

Vaigu kuiv{0}}tüüpi transformaatorite temperatuuri tõus

Vaigukuiv{0}}-tüüpi trafod, eritivalatud -vaigustrafod, kasutage mähiste isolatsioonisüsteemi olulise osana epoksüvaiku.

Vaik pakub elektriisolatsiooni ja mehaanilist tuge, aidates samal ajal kaitsta mähiseid niiskuse, tolmu ja muude keskkonnasaasteainete eest. Samal ajal saab sellest osa soojuse{1}}ülekandeteest.

See tähendab vaigu materjali termilisi omadusi. Nii ka mähiste paigutus, juhtme suurus, vaigu paksus, jahutuskanalid ja trafo kogukadud.

Valatud-vaigutrafosid kasutatakse tavaliselt ärihoonetes, tööstusettevõtetes, taastuvenergia käitistes, transpordi infrastruktuuris ja muudes rakendustes, kus keskkonnakaitse ja usaldusväärne isolatsioon on olulised.

Temperatuuri tõus vaigu kuiva{0}}tüüpi transformaatori südamikule

Thevaigu kuiv{0}}tüüpi trafo südamiku temperatuuri tõuspeamiselt päritpõhikaod.

Hüsterees ja pööris{0}}voolukadudtekivad alati, kui tuum on pingestatud. Nende tase sõltub magnetmaterjalist, töösagedusest, voo tihedusest, lamineerimise paksusest ja südamiku üldisest konstruktsioonist.

Kvaliteetse-elektriterase kasutamine ja magnetvoo tiheduse hoidmine sobivas vahemikus võib aidata vähendada südamiku kadusid. Kuid kahjude vähendamine on vaid osa tööst. Soojus, mis alles jääb, vajab ikka korralikku teed trafost välja.

Liigne hajuv voog või halb magnetiline disain võivad samuti tekitada südamikus ja läheduses asuvates metallkomponentides lokaalset kuumenemist. Seetõttu tuleb elektromagnetilist ja termilist disaini käsitleda koos, mitte eraldi.

Tehase temperatuuri{0}}tõusu testimise ajal kasutatakse trafot seni, kuni see saavutab stabiilse termilise seisundi. Mõõdetud tulemused aitavad kinnitada, et see võib töötada oma nimitingimustes ilma määratud piire ületamata.

Vaigu kuivade{0}}tüüpi transformaatori mähiste temperatuuri tõus

Thevaigu kuiv{0}}tüüpi trafo mähiste temperatuuri tõuson valatud-vaigustrafo projekteerimisel üks olulisemaid termilisi kaalutlusi.

Juhte läbiv vool toodab soojust. See soojus peab seejärel liikuma läbi isolatsiooni ja vaigu, enne kui see jõuab ümbritseva õhuni.

Selle tulemusena mõjutavad mähise lõpptemperatuuri juhtme suurus, voolutihedus, mähiste paigutus, isolatsiooni paksus, vaigu soojuslikud omadused, jahutusteed ja koormuskadud.

Ja jällegi ei ole mähise sees olev temperatuur täiesti ühtlane. Sisemine kuum koht võib olla oluliselt kuumem kui vaigu välispind.

Seetõttu on infrapunatermomeeter kasulik välistingimuste kontrollimiseks hoolduse ajal, kuid see ei saa ise määrata tegelikku kuuma punkti sisetemperatuuri.{0}}

See muutub nõudlike koormuste korral veelgi olulisemaks. Tööstuslikud masinad, andmekeskused, taastuvenergia seadmed ja elektri{1}}elektroonilised süsteemid võivad tekitada kiiresti muutuvaid või suhteliselt kõrgeid koormustasemeid. Nendeks rakendusteks valitud trafot tuleks hinnata selle tegeliku tööprofiili, mitte ainult nominaalse kVA võimsuse alusel.

Temperatuuri tõus ja isolatsiooniklass

Isolatsiooni soojusklass on temperatuuri{0}}tõusupildi teine ​​oluline osa.

Näiteks kui ümbritseva õhu temperatuur on 40 kraadi ja määratud temperatuuri tõus on 100 K, oleks keskmine mähise temperatuur ligikaudu 140 kraadi.

See ei tähenda, et iga mähise punkt oleks täpselt 140 kraadi. Sisemised kuumad kohad võivad olla kõrgemad.

Kõrgem isolatsiooniklass annab suurema soojusvõimsuse, kuid seda ei tohiks tõlgendada kui põhjust trafo tahtlikult kuumemaks kasutamiseks. Töötemperatuuri kontrolli all hoidmine aitab vähendada isolatsiooni vananemist ja annab suurema soojusvaru.

Vaik vs mitte-vaigu kuiv-tüüpi transformaatori temperatuuri tõus

Nii vaigu- kui ka mitte{0}}vaigutüüpi-tüüpi trafod tagavad usaldusväärse soojustõhususe, kui need on korralikult projekteeritud.

Ei ole lihtsat reeglit, mis ütleb, et ühel tüübil on alati madalam temperatuuri tõus.

Hästi-disainitud mitte-vaigustrafo suudab tõhusalt soojust hajutada avatud mähisstruktuuride ja hea õhuvoolu kaudu. Valatud -vaigustrafo suudab aga kombineerida tugeva mehaanilise ja keskkonnakaitse hea termilise jõudlusega, kui selle vaigu ja mähise konstruktsioon on korralikult konstrueeritud.

Parem valik sõltub rakendusest, paigalduskeskkonnast, vajalikust isolatsioonisüsteemist, laadimistingimustest ja projekti spetsifikatsioonidest.

Kuiv{0}}tüüpi transformaatori temperatuuri tõusu juhtimine

Põhiidee on üsna lihtne:tekitavad vähem soojust ja eemaldavad tekkiva soojuse tõhusamalt.

Madala-kaoga südamikumaterjalid, õige suurusega juhid, optimeeritud mähisstruktuurid ja tõhusad jahutuskanalid võivad kõik aidata vähendada temperatuuri tõusu projekteerimisetapis.

Trafo õige suurus on sama oluline. Trafo, mis töötab pidevalt täiskoormusel või selle lähedal, kogeb loomulikult suuremat termilist pinget kui mõne vaba võimsusega trafo.

Paigalduskeskkond on samuti oluline. Trafo ümber peaks olema piisavalt ruumi õhuringluseks ja ventilatsiooniavad peaksid jääma vabaks. Kui trafo on paigaldatud elektriruumi, peaks ruumi ventilatsiooni- või kliimaseade arvestama trafo eraldatud soojusega.

AN/AF tööks mõeldud trafode puhul võib sundõhujahutus-suure nõudluse perioodidel pakkuda lisavõimsust. Ventilaatoreid ja juhtseadiseid tuleks regulaarselt kontrollida, et lisajahutus oleks vajadusel ka reaalselt saadaval.

Rutiinne hooldus võib ära hoida paljusid välditavaid soojusprobleeme. Tolmu kogunemine võib piirata õhuvoolu, samas kui lahtised elektriühendused võivad tekitada lokaalseid kuumakohti. Kui esineb mittelineaarseid koormusi, võib harmooniliste voolude kontrollimine aidata tuvastada ka ootamatuid trafo kuumutamise allikaid.

Miks on temperatuuri tõus trafo kasutusea jaoks oluline?

Temperatuuril on otsene seos isolatsiooni vananemisega. Pidev töötamine liiga kõrgetel temperatuuridel võib kiirendada isolatsiooni halvenemist ja lõpuks lühendada trafo kasutusiga.

Siiski ei tohiks temperatuuri tõusu eraldiseisvalt arvestada. Isolatsiooniklass, ümbritseva õhu temperatuur, laadimine, jahutusmeetod ja trafo disain töötavad koos.

Kuiv{0}}tüüpi trafo valimisel on seetõttu parem vaadata põhipingest ja kVA-st kaugemale. Olulised termilised spetsifikatsioonid hõlmavad temperatuuri tõusu, isolatsiooniklassi, jahutusmeetodit, -koormuskadu, koormuse kadu, ümbritsevat temperatuuri, paigalduskõrgust, harmoonilist koormust ja eeldatavat koormusprofiili.

Järeldus

Thekuiv{0}}tüüpi trafode temperatuuri tõuson oluline osa trafo jõudluse ja töökindluse hindamisel. Südamik, mähised, hulkuvad ja lisakaod tekitavad soojust, samas kui trafo ehitus- ja paigalduskeskkond määravad, kui tõhusalt see soojus eemaldatakse.

Sestmitte-vaigukuiv-tüüpi trafod, soojuse hajumise pind, õhuvool ja mähised jahutuskanalid mängivad eriti olulist rolli. Sestvaigukuiv{0}}tüüpi trafod, on vaigu termilised omadused ja kapseldatud mähiste disain võrdselt olulised.

Temperatuuri{0}}tõusu väärtust ei tohiks kunagi vaadelda eraldiseisva arvuna. See on palju mõttekam, kui arvestada koos isolatsiooniklassi, ümbritseva õhu temperatuuri, trafo koormuse, jahutusmeetodi, kadude, kõrguse ja harmoonilise sisuga.

Tööstusettevõtete, ärihoonete, taastuvenergiaprojektide, andmekeskuste ja muude nõudlike rakenduste jaoks võib õige soojuskonstruktsiooniga kuiv{0}}tüüpi trafo valimine aidata hoida töötemperatuure kontrolli all, aeglustada isolatsiooni vananemist ja toetada usaldusväärset tööd trafo kasutusea jooksul.

Võtke kohe ühendust