איך מערכות קירור מתקדמות משפרות את טווח החיים של טרנספורמטורים עם שמן בסביבות קשות

הסוסים החזקים של התשתית העולמית הם הטרנספורמטורים הממולאים שמן, אשר ממירים מתח גבוה למשתמשי תעשייה, חברות חשמל ותחנות אנרגיה מתחדשת. בתנאים שאינם אופטימליים – כאשר הטמפרטורה הסביבתית המותרת גבוהה מדי, או שהאבק הסביבתי צפוף במיוחד, או שהלחות הסביבתית גבוהה מאוד, או שהגובה הסביבתי גבוה – לא המתח החשמלי הוא מה שפוגע באורך החיים שלהם, אלא המתח התרמי. החום הוא מאיץ ההתדרדרות הנפוץ ביותר. הגבהת טמפרטורת הפעולה של מעבורה שיכועית ב-6°–10° צלזיוס מעל הטמפרטורה המומלצת עלולה לקצר את תקופת החיים של מעבורה שיכועית למחציתה. מערכות הקירור אינן נחשבות לתוספת, אלא מערכות קירור מפותחות היטב מהוות רכיב קריטי המבטיח אמינות ויציבות גם בתנאים הקשים ביותר.

הבנת האתגר התרמי בסביבות קשות

לפני בחינת הפתרונות חשוב להבין מדוע הקירור הרגיל אינו יעיל בדרך כלל בנסיבות קיצוניות. באקלים חם, ההבדל בטמפרטורה בין הליפופים לבין האוויר הסובב, אשר מהווה את כוח הגרירה של אפקט הקירור, קטן באופן משמעותי. עובדה זו מחלישה את טכניקות הקירור הטבעי. בנוסף, מדברות או מכרות תעשייתיים הם סביבות שתרומתן היא זיהום אוויר. אבק וחול עלולים לסגור את השיניים של המקרר ולבודד אותן, כדי למנוע מאלה לאבד חום. מערכת הקירור עלולה גם להיות נקודת חולשה בסביבות עם רطיבות גבוהה או באזורים חוף, אלא אם כן מערכת הקירור עוצבה כדי למנוע קורוזיה. מהנדסי Ryan Transformer מבינים כי טרנספורמטור במזרח התיכון יפגין דינמיקת חום שונה מזו של טרנספורמטור בדרום מזרח אסיה. לפיכך, אנו מציעים את פתרונות הקירור שלנו עם שולי בטחון לסביבה המיקרוסקופית של מקום ההתקנה, כך שטמפרטורת נקודות החום הפנימיות לא תרד מתחת לגבול הנמוך המותר על פי תקני ה-IEC או ה-IEEE.

עיצוב מְטַוֵּן של רדיאטור ומחלף חום

העיצוב של הרדיאטור ומחלף החום הוא התכונה המובהקת ביותר של מערכות קירור מתקדמות. רדיאטורים בעלי סנפירים חלקים יתאימו לסביבות עם אקלים מתון יותר, אולם בתנאים קיצוניים יותר יש צורך בשטח פנים גדול יותר וביציבות גבוהה יותר. כדי למקסם את העברת החום כאשר נדרשת תנועת אוויר מינימלית, ריאן אלקטריק משתמשת ברדיאטורים בעלי סנפירים מקופלים בעלי יעילות גבוהה, אשר חושפים שטח פנים מרבי לאויר. אנו מציעים רדיאטורים ומקררים ניתנים להסרה במקרים שבהם שטח הרגל (footprint) הוא משמעותי, כגון בתחנות משנה נפרדות (unit substations) או בהתקנות בערים. בזכות הגישה המודולרית הזו ניתן להגביר את קיבולת הקירור הנוספת (ONAN/ONAF) ללא צורך בגידול בגודל המיכל. מחלפי חום מונעים במים (OFWF) יכולים לשמש בסביבות עם זיהום גבוה ועם מרחבים צרים. הם גם מתאימים למיקומים בהם קיימת אווירה קורוזיבית או אבק דלק, כיוון שהם מבודדים לחלוטין את מעבורה שיכועית השמן והאוויר, ולכן חלקיקי האוויר לא יוכלו לפגוע בזרימת האוויר ולא יזוהמו את השמן גם כן.

קירור מאולץ לעומת קירור טבעי: התפקיד של גיבוי

קירור אוויר מאולץ (ONAF) מופעל במספר טרנספורמטורים טובל שמן כדי להתגבר על חום קיצוני. ריאן אלקטריק משתמשת במפרici מנועיים חזקים ותלויי חום, אשר מעוצבים ברמה של הגנה IP55 או גבוהה יותר מפני חדירת אבק ומים. המפרici יופעלו אוטומטית כדי להבטיח טמפרטורות שמן בטוחות בעת שהעומס מגיע לשיאו או בעת התרחשות אירועים של חום סביבתי קיצוני. עם זאת, גיבוי ובקרת חכמה הם אלו שיאפשרו לפעול לאורך זמן בסביבות קשות. דמיון אחד בעיצובים שלנו הוא שהן דו-שלביות: במקרה שלנו, הפעלה נורמלית באמצעות הקפה טבעית (ONAN) היא יעילה, והקירור המוכתב הוא כפוף לדרישה. זה מפחית את ההתאבדות של החלקים הנעים ואת צריכת האנרגיה. במקרה של תקלה במפרץ, הטרנספורמטור לא ייפסק מיידית, אלא ישמר את יכולת הבסיס שלו של הקפה טבעית (ONAN). עובדה זו עשויה להיות קריטית ללקוחות כגון פרויקטים של תשתיות בקנה מידה גדול או מרכזי נתונים, שבהם אי אפשר לסבול עצירות.

מדע החומרים והדיוק בייצור

התקדמויות הרבות בתחום הקירור אינן קשורות לציוד החומרה המותקן מחוץ למיכל, אלא לתוך המיכל עצמו. יעילות העברת החום בין הגלילים לשמן היא החשובה ביותר. כדי למנוע כל מחסום תרמי אפשרי הנובע מקיומן של חורים או ריקים, ריאן אלקטריק משתמשת בחומר בעל מוליכות תרמית גבוהה בייצור הליבה והסלילים, וכן בתהליך VPI משופר (חדירה תחת וואקום ולחץ) שמשתמש בתהליכי חומר מתקדמים שלנו. בנוסף, חומר הבדלה שנבחר הוא עמיד לחום. ניתן להשתמש בטרנספורמטור בטמפרטורות פעילות גבוהות עם נייר קרפט מעודכן תרמית ובשמן בידול איכותי ללא קצב זיקנה גבוה. כל עיצוב ייבדק באופן מעמיק באחד משני מעבדות הבדיקה שלנו, אשר פועלות ב-35 קילו-וולט / 110 קילו-וולט, וכוללות מבחני עליה בטמפרטורה שמחזים את התנאים הקיצוניים ביותר בסביבה. יעילות תרמית מקומית זו, יחד עם מערכת הקירור החיצונית המשנית, יבטיחו כי טרנספורמטורים טובל שמן יספק עשרות שנים של שירות ללא כשל גם בתנאים הקשים ביותר, ויאפשר להגן על הון הלקוחות הבינלאומיים שלנו.

פתרונות מומחים למשנות – צור קשר [כאן] למחירים לקבוצות ולתמיכה טכנית.