มีประสิทธิภาพได้อย่างไร หม้อแปลงน้ำมัน กระจายความร้อน? คำถามนี้เป็นหัวใจสำคัญของการกำหนดความสามารถในการดำเนินงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ ในขณะที่แผ่นป้ายชื่อหม้อแปลงระบุ KVA ที่ได้รับการจัดอันดับภาระต่อเนื่องที่แท้จริงที่หน่วยสามารถจัดการได้นั้นได้รับอิทธิพลอย่างลึกซึ้งจากประสิทธิภาพของระบบระบายความร้อน การทำความเข้าใจความสัมพันธ์นี้เป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับผู้จัดการสินทรัพย์และวิศวกรไฟฟ้าที่ต้องการใช้ประโยชน์จากการใช้หม้อแปลงโดยไม่ลดทอนอายุยืนหรือความปลอดภัย
หลักการหลัก: การสร้างความร้อนและการกระจาย
Transformers ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานโดยธรรมชาติในระหว่างการดำเนินการส่วนใหญ่การสูญเสียทองแดง (I2R) ในขดลวดและการสูญเสียหลัก การสูญเสียเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเป็นความร้อน ภายในหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันความร้อนนี้จะถูกถ่ายโอนจากขดลวดและแกนกลางไปยังน้ำมันฉนวนโดยรอบ น้ำมันอุ่นจากนั้นจะไหลเวียน - ตามธรรมชาติ (onan) หรือบังคับ (OFAF, ODAF) - การถ่ายโอนความร้อนไปยังหม้อน้ำหรือเครื่องทำความเย็นซึ่งในที่สุดมันก็กระจายไปในอากาศรอบข้าง
การสร้างความร้อน ∝ load2: การสูญเสียทองแดงเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของกระแสโหลด เพิ่มความร้อนเป็นสองเท่าของความร้อนที่เกิดขึ้นในขดลวด
ประสิทธิภาพการระบายความร้อน = อัตราการกระจายความร้อน: สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยปัจจัยเช่นคุณภาพน้ำมันพื้นที่ผิวของหม้อน้ำ/ประสิทธิภาพของพัดลม (ถ้าถูกบังคับให้เย็น) อุณหภูมิแวดล้อมและความสะอาด
ผลกระทบโดยตรงต่อความสามารถในการโหลด
ระบบฉนวนของหม้อแปลง (ส่วนใหญ่กระดาษ/น้ำมัน) มีอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่อนุญาตโดยเฉพาะอย่างยิ่งในจุดที่ร้อนแรงที่สุดภายในขดลวด เกินอุณหภูมินี้จะช่วยเร่งการสลายตัวของฉนวน (อายุ) อย่างมีนัยสำคัญชีวิตของหม้อแปลงสั้นลงอย่างมากและเพิ่มความเสี่ยงต่อความล้มเหลว
พระราชบัญญัติการปรับสมดุลอุณหภูมิ: อุณหภูมิการทำงานของรัฐคงที่ของหม้อแปลงเป็นผลมาจากความสมดุลระหว่างความร้อนที่สร้างขึ้นภายในและความร้อนที่กระจายไปโดยระบบทำความเย็น โหลดที่สูงขึ้นสร้างความร้อนมากขึ้น ระบบทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถกระจายความร้อนนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพรักษาอุณหภูมิที่คดเคี้ยว (โดยเฉพาะฮอตสปอต) ภายในขอบเขตที่ปลอดภัยซึ่งจะช่วยให้การโหลดอย่างต่อเนื่องสูงขึ้น
เอฟเฟกต์คอขวด: ในทางกลับกันระบบระบายความร้อนที่ไม่มีประสิทธิภาพทำหน้าที่เป็นคอขวด มันไม่สามารถกระจายความร้อนได้อย่างรวดเร็วพอ แม้ที่โหลดอย่างมีนัยสำคัญต่ำกว่าการจัดอันดับป้ายชื่ออุณหภูมิภายในสามารถเพิ่มขึ้นได้มากเกินไปหากการระบายความร้อนมีความบกพร่อง (เช่นหม้อน้ำอุดตันน้ำมันที่เสื่อมโทรม, พัดลมที่ล้มเหลว, อุณหภูมิโดยรอบสูง)
การกำหนดความสามารถอย่างต่อเนื่องที่แท้จริง: มาตรฐานเช่น IEEE C57.91 และ IEC 60076-7 กำหนดโมเดลความร้อนและคู่มือการโหลด บัญชีเหล่านี้สำหรับการออกแบบของหม้อแปลงประเภทการระบายความร้อนและเงื่อนไขการระบายความร้อนที่ผ่านมาเพื่อคำนวณการโหลดที่อนุญาตซึ่งจะทำให้อุณหภูมิฮอตสปอตอยู่ในขอบเขตที่กำหนด ประสิทธิภาพของระบบทำความเย็นเป็นอินพุตหลักของการคำนวณเหล่านี้
ตัวอย่าง: หม้อแปลงที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แบบ Onan Cooling อาจถูก จำกัด ไว้ที่ 70% ของแผ่นป้ายในวันฤดูร้อน หน่วยเดียวกันกับการระบายความร้อนของการทำงานของ FELAF อาจมีโหลดได้อย่างปลอดภัย 100% หรือสูงกว่า (ภายในขีดจำกัดความร้อน) ในวันเดียวกัน ประสิทธิภาพการระบายความร้อนเป็นปัจจัยที่แตกต่างทำให้โหลดสูงขึ้น
ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพการระบายความร้อน
มีหลายปัจจัยที่กำหนดว่าหม้อแปลงน้ำมันที่ใช้น้ำมันจะเย็นลงได้อย่างไร:
ประเภทการระบายความร้อนและการออกแบบ: Onan (น้ำมันธรรมชาติ, อากาศธรรมชาติ) มีประสิทธิภาพน้อยที่สุด OFAF (น้ำมันบังคับ, อากาศบังคับ) และ ODAF (การไหลของน้ำมันโดยตรง, อากาศบังคับ) ให้อัตราการกระจายความร้อนสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยเนื้อแท้สนับสนุนความสามารถในการโหลดที่สูงขึ้นภายใต้สภาวะการออกแบบ
อุณหภูมิโดยรอบ: อุณหภูมิโดยรอบที่สูงขึ้นลดความสามารถของระบบทำความเย็นอย่างมากในการถ่ายโอนความร้อนไปยังสิ่งแวดล้อมลดภาระที่อนุญาต ประสิทธิภาพการระบายความร้อนนั้นเชื่อมโยงกับ Delta-T (ความแตกต่างของอุณหภูมิ) ระหว่างน้ำมันร้อน/หม้อน้ำและอากาศโดยรอบ
สภาพหม้อน้ำ/เครื่องทำความเย็น: ครีบอุดตัน (ฝุ่น, เศษซาก, แมลง, สี), หลอดที่เสียหายหรือเส้นทางการไหลของอากาศที่ถูกปิดกั้นเป็นอุปสรรคต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนอย่างรุนแรง
คุณภาพน้ำมันและระดับ: น้ำมันที่เสื่อมโทรม (ออกซิไดซ์, ความชื้นสูง, อนุภาค) ได้ลดความสามารถในการถ่ายเทความร้อนและการนำความร้อนต่ำลง ระดับน้ำมันต่ำช่วยลดสื่อการถ่ายเทความร้อนและสามารถเปิดเผยขดลวดได้
ประสิทธิภาพของ FAN & PUMP (การระบายความร้อนแบบบังคับ): พัดลมที่ล้มเหลวปั๊มหรือการควบคุมที่ล้มเหลวในทันทีความสามารถในการระบายความร้อนของหน่วย OFAF/ODAF ซึ่งอาจลดลงกลับไปสู่ความสามารถที่เทียบเท่ากับ ONAN ที่ต่ำกว่ามาก
ฮาร์มอนิกส์: โหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้นสร้างกระแสฮาร์มอนิกที่เพิ่มการสูญเสียที่คดเคี้ยว (โดยเฉพาะการสูญเสียวน) เกินกว่าการสูญเสียความถี่พื้นฐานทำให้เกิดความร้อนมากขึ้นสำหรับระบบทำความเย็นที่จะจัดการ
การเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนสำหรับความสามารถในการโหลดที่เพิ่มขึ้น
การจัดการเชิงรุกของประสิทธิภาพการระบายความร้อนเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มการใช้หม้อแปลงที่ปลอดภัยที่สุด:
การตรวจสอบและบำรุงรักษาเป็นประจำ: กำหนดการทำความสะอาดหม้อน้ำ/เครื่องทำความเย็น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพัดลมปั๊มและการควบคุมสำหรับหน่วยการระบายความร้อนแบบบังคับใช้งานได้ ตรวจสอบระดับน้ำมันและคุณภาพผ่านการทดสอบปกติ (DGA, ความชื้น, ความเป็นกรด) แทนที่น้ำมันที่เสื่อมโทรมทันที
การตรวจสอบความร้อน: ใช้มาตรวัดอุณหภูมิด้านบนของน้ำมันและตรวจสอบอุณหภูมิฮอตสปอตที่คดเคี้ยวอย่างมีวิจารณญาณ (ถ้าติดตั้ง) ได้รับความนิยมอุณหภูมิเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกโดยตรงเกี่ยวกับประสิทธิภาพการระบายความร้อนเมื่อเทียบกับการโหลด
การจัดการสิ่งแวดล้อม: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศที่เพียงพอรอบ ๆ หม้อน้ำ/เครื่องทำความเย็น พิจารณาเงื่อนไขโดยรอบเมื่อวางแผนระยะเวลาการโหลดสูง หลีกเลี่ยงการค้นหาหม้อแปลงใกล้แหล่งความร้อนภายนอกสูง
การจัดการโหลด: ทำความเข้าใจกับความสามารถในการระบายความร้อนของหม้อแปลงตามเงื่อนไขการระบายความร้อนในปัจจุบันและอุณหภูมิแวดล้อมโดยใช้คู่มือการโหลด หลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดอย่างยั่งยืนโดยไม่ต้องยืนยันความเย็นที่เพียงพอ จัดการโหลดฮาร์มอนิก
การอัพเกรดระบบระบายความร้อน: ในบางกรณีการติดตั้งหม้อน้ำเพิ่มเติมหรือการอัพเกรดพัดลมในระบบการระบายความร้อนแบบบังคับที่มีอยู่สามารถประเมินได้ (ตามคำแนะนำของผู้ผลิต) เพื่อเพิ่มความสามารถในการกระจายความร้อน
แผ่นป้าย KVA ของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันไม่ใช่ขีด จำกัด คงที่ ความสามารถในการรับน้ำหนักที่แท้จริงและยั่งยืนนั้นถูกควบคุมโดยประสิทธิภาพของระบบทำความเย็นในการจัดการความร้อนที่เกิดจากการสูญเสีย การระบายความร้อนที่ไม่มีประสิทธิภาพทำหน้าที่เป็นข้อ จำกัด อย่างหนักบังคับให้ยกเลิกการจัดอันดับแม้กระทั่งด้านล่างของแผ่นป้าย ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดีที่สุดโดยผ่านการออกแบบการบำรุงรักษาและการตรวจสอบอย่างขยันขันแข็งเป็นตัวเปิดใช้งานที่จำเป็นที่ปลดล็อคศักยภาพของหม้อแปลงอย่างเต็มที่ทำให้สามารถรองรับโหลดไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้อย่างปลอดภัย การจัดลำดับความสำคัญของระบบทำความเย็นสุขภาพไม่ได้เป็นเพียงการบำรุงรักษา เป็นการลงทุนเชิงกลยุทธ์ในการเพิ่มการใช้หม้อแปลงและมูลค่าสินทรัพย์สูงสุด