Тропикалық аймақтар үшін трансформаторлар: Жоғары ылғалдылық, 35 °C орташа температура және конденсация үшін техникалық сипаттама

Екі апта бұрын Жохордан бір EPC сатып алушысы бізге жаңа деректер орталығының кампусы үшін 2 000 кВА құйылған смолалы қондырғының техникалық сипаттамасын жіберді. Қағазда бұл біздің пошта қорабымыздағы басқа сұраныстарға ұқсас көрінді. Есептік орташа температура 40 °C деп көрсетілген еді, бұл шамамен Техастағы үлгіден сөзбе-сөз көшірілген еді. Алайда, осы үлгіде нақты ақауларға әкелетін климаттың жартысы — тәуліктік орташа температура 32 °C, салыстырмалы ылғалдылық 90 % асатын, жылдың көпшілік түндерінде ашық металл бетінің температурасынан жоғары болатын су буының қанықу нүктесі — ескерілмеген еді. Тропикалық аймақтар үшін трансформатордың техникалық сипаттамасын құру кезінде тропиктік аймақтарға арналған трансформатор бұл температура жаттығуы емес. Бұл ылғалдылық жаттығуы, оған жылулық шарт қосылған.

 

Неліктен Тропиктік аймақтарға арналған трансформатор Бұл кем дегенде жылуы аз шөл қондырғысы емес

Шөл жағдайын сипаттау оңай. Жоғары максималды қоршаған ортаның температурасы, тозаң, УК-сәулелері және күнделікті қатты ыстық күндіз бен салқын түн арасындағы кең ауқым. Тропиктік жағдай техникалық сипаттамада жеңіл көрінеді, бірақ ол изоляцияға көп қысым тигізеді.

Оңтүстік-Шығыс Азиядағы объект 34 °C-қа дейін көтерілуі мүмкін, бұл 50 °C-қа дейін көтерілетін Gulf аймағындағы объекттен әлдеқайда төмен. Бірақ күнделікті орташа температура бірнеше ай бойы 30–32 °C аралығында ұстап тұрады, ал түнде температура 3–5 K-ге ғана төмендейді. Қондырғы изоляцияның қарқынды қызуын төзуге және изоляцияның қартаюын баяулатуға мүмкіндік беретін ұзақ салқын уақыт аралығынан айырылады. Жылулық өмірлік мерзім объектінің есебінде көрсетілген ең жоғары температураға емес, орташа температура мен ораманың қызу нүктесіне негізделеді.

Сұраныс жағынан бұл қазір маңызды екенін түсіндіреді. Жохордағы дерекқор орталықтарының қуаты 2025 жылдың екінші тоқсанына дейін он екі ай ішінде 5,8 ГВт-қа дейін екі есе өсті, ал бос орын 1,1 %-ға дейін төмендеді; сол жылдың бірінші жартыжылдығында Азия-Тынық мұхит бойындағы аймақта жаңа жобалар туралы шамамен 13 ГВт көлеміндегі хабарлар тіркелді — бұл жылдан жылға 160 %-дық өсу. Көріңіз: Синьхуа агенттігінің хабарлаған Knight Frank зерттеу нәтижелері . Осы жерлердің әрқайсысына осы климатқа сәйкес жұмыс істейтін, әдеттегі үлгіге сәйкес емес трансформаторлар қажет.

Дәл осы жерде стандарттар негізі өз қызметін атқарады. IEC 60076-2:2011 сұйықпен суытылатын трансформаторлар үшін температураның көтерілу шектерін және оларды растау үшін қолданылатын жылулық сынақ әдістерін анықтайды; оның 2011 жылғы басылымы талаптарға орамдардың ыстық нүктесіндегі температураның көтерілу шегін қосқан — бұл сан қағаздық изоляцияның механикалық беріктігін қанша тез жоғалтатынын нақты анықтайды. Толық қамтылу аймағы келесі бетте көрсетілген: IEC 60076-2 стандарты үшін IEC Webstore беті . Тропиктік жағдайлардағы екінші бөлігі — ылғалдылық — температураның көтерілуі бойынша ешқандай тармаққа ие емес.

 

Дизайн ортасы: 35 °C шынында неғұрлым тұрады

Әрбір тропикалық сипаттама екі санды көрсетуі керек: максималды айналадағы температура және айлық орташа температура. Бізге келетін көпшілік сұраныстар тек біріншісін көрсетеді. Максималды 35 °C-қа есептелген, бірақ орташа мәні көрсетілмеген қондырғы — толық емес тапсырыс болып табылады, өйткені жылулық есептеулер орташа мәнге негізделеді.

Бұл сонымен қатар құрғақ типті стандарттың көптеген сатып алушылардың ойлағанынан да пайдалы болуына себепші болды. IEC 60076-11:2018 72,5 кВ-қа дейінгі жабдықтар үшін ең жоғары кернеуі бар және кемінде бір орамы 1,1 кВ-тан жоғары болатын құрғақ типті күштік трансформаторларға қолданылады; оның екінші басылымы жаңа климаттық классификацияларды енгізді және трансформатордың орнатылу орны мен оған қойылатын экологиялық класс арасындағы тікелей байланысты алғаш рет белгіледі. Қолданыс аясы мен өзгерістер IEC веб-дүкеніндегі IEC 60076-11 парағында қысқаша келтірілген. IEC Webstore page for IEC 60076-11 қарапайым тілде айтқанда: қазіргі стандарт құрылғы қайда барады деген сұрақ қояды, ал бұрынғысы басқа құрлықтан санды көшіруге рұқсат ететін техникалық сипаттама болған.

Сатып алушының әзірше объектінің зерттеуі жоқ кезде біз ішкі қолданыста осы салыстыруды қолданамыз. Бұл көрсеткіштік жобалау диапазондары, өлшенген объектінің деректері емес, бірақ олар тропиктік тапсырысты температураның орташа аймағынан шығарылған үлгі бойынша бағалауға болмайтынын көрсетеді.

Дизайн енгізу	Температураның орташа аймағы (Орталық Еуропа)	Шөл аймағы (Гульф)	Тропиктік аймақ (Оңтүстік-Шығыс Азия)
Ең жоғары сыртқы температура	35 °C	48–50 °C	34–36 °C
Айлық орташа сыртқы температура	20–25 °C	30–35 °C	30–32 °C
Түнгі температураның төмендеуі	10–15 K	12–18 K	3–5 K
Салыстырмалы ылғалдылық	60–75 %	20–40 %	80–95 %
Басым кернеу	Жүктеменің циклдық өзгеруі	Жылу және тозаң	Конденсация және жылу
Типтік сынама режимі	Орамның қартайуы	Изоляция және салқындату	Ылғал, коррозия, бөлшекті разряд

Біз Johor, Хо Ши Мин қаласы немесе Джакарта үшін бірлік бағасын берген кезде, жылулық сынақ есебі орынның айлық орташа көрсеткіші бойынша жүргізіледі, ал корпус пен қыздырғыш жинағы оған қосымша есептеледі. Осы қадамды өткізіп жіберетін сатып алушылар әдетте бірінші муссон маусымында, зауытта емес, айырмашылықты анықтайды.

 

Конденсация: Спецификацияда ешқашан көрінбейтін ақаулық тәртібі

Тропиктік ақаулық есебін оқыңыз — реттілік әдетте бірдей болады. Күндіз жылы, қаныққан ауа корпус ішін толтырады. Түнде болат пен орам беттері оларды қоршаған ауадан тезірек салқындайды, сондықтан ауадағы ылғал ең суық бетке конденсацияланады. Су терминалдық қораптарда жиналады, бет бойымен жылжиды, ал майға батырылған бірліктерде пайдаланылған тыныс алу құрылғысы бар жағдайда соңында майға жетеді.

Электрлік белгілері кейінірек, апталардан кейін пайда болады. Изоляциялық кедергі төмендейді, жартылай разрядтық белсенділік пайда болады және орамның температурасы айқын жүктеме себебінсіз көтеріледі.

 

 

Біздің зауыттан шығатын әрбір тропикалық құрылғы стандартты түрде конденсациялық жабдықпен жабдықталады. Әрбір құрылғы кеңістіктік жылытқыштар мен термостатпен жабдықталған, ал термостат бөлек көмекші қорекке қосылған, сондықтан трансформатор энергиясынан ажыратылған кезде қорғағыш қабықшасы қоршаған ортаның температурасынан бірнеше градус жоғары ұсталады; бұл деректер орталығындағы резервтік қорек немесе маусымдық жүктемелі тарату құрылғысы үшін әсіресе қажет, өйткені осы уақытта әдетте зиян келтіріледі. Терминалдық қораптар қаптамаланған және өздерінің конденсацияға қарсы қыздырғыш . Изоляциялық кедергі әдеттегі сынақ кезінде бір минут пен он минуттан кейін жазылады, сондықтан поляризация индексі құрылғының қапталуынан бұрын жазылады.

Маймен толтырылған қондырғыларда ең маңызды шешім — майды сақтау жүйесі. Герметикалық тұйықталған резервуар майды ылғалды ауамен толығымен жанасудан қорғайды; кремний гелімен жұмыс істейтін консерваторлық конструкция осы тыныс алу құрылғысының қолданыста болуына тәуелді. Қысқа қызмет көрсету қызметі бар тропиктік аймақтарда біз сатып алушыларды майдың көлемі шынымен консерваторды талап етпегенше, тұйықталған конструкцияға бағыттаймыз.

 

Қорғағыш қабықша, IP дәрежесі және ылғалды ауадағы материалдар

Ылғалдылық температуралық сипаттамаға тән емес дизайндық қарама-қайшылық туғызады. Сіз ылғалды ауадан қорғалған қорғағыш қабықшаны қалайсыз, бірақ тұйықталған құрғақ типті қабықша орамдардан жылу кетуін қамтамасыз ететін ауа ағысын шектейді және трансформатордың қуатын төмендетеді сондықтан конденсацияға қарсы қыздырғыш және сүзгіленген желдету құрылғысы әдетте біртіндеп емес, бірге жобалануы керек.

Біз бұл қарама-қайшылықты екі тәсілдің бірімен шешеміз. Кіші қондырғылар үшін жоғары IP дәрежелі қорғағыш қабықша, сүзгіленген желдету және қыздыру құрылғысы қойылады, олардың қуатын сәл төмендетуге келісіледі. трансформатордың қуатын төмендетеді үздіксіз рейтингте. Үлкен құрылғыларда суға төзімді желдету, бунақденелілерге қарсы тор, оң бағыттағы су ағысы жолдары, орамдардың үстіндегі ішкі торлар және қорап көлеміне сәйкес есептелген жылыту құрылғылары болады, сондықтан тұрған су мен бунақденелілер сыртқа шығарылады, ал ауа ағысы сақталады.

Коррозия — басқа баяу зақымдану түрі. Қайнытып цинктейтін рамалар, шайырсыз бекітпе бұрандалары және белгіленген коррозиялық санатқа сәйкес таңдалған сырлау жүйесі муссонды климатта қызмет мерзімін қалың сыр қабатына қарағанда ұзақтырады. Білу керек: IEC 60076-11:2018 тізімдер ISO 12944-6 оның нормативтік сілтемелерінің арасында, сондықтан коррозияға қарсы қорғау санаты құрғақ типті құрылғылар туралы пікірталастың бөлігі болып табылады, ал бұл міндетті емес қосымша емес.

Құрғақ типті және майлы-батырылған трансформаторлардың таңдауы өзінше тропиктерде өзгереді. Тозаңды смола орамдары ылғалға төзімді, ал бос қағазды изоляция ылғалға төзімді емес, сондықтан Оңтүстік-Шығыс Азиядағы ішкі қосқыш бөлмелері негізінен тозаңды смола және VPI құрылғыларымен жабдықталған. Ашық алаңдарда 5 МВА-дан жоғары қуатта майлы-батырылған құрылғылар, герметикатталған резервуары бар және дұрыс көрсетілген сыртқы қаптамасы бар, әлі де экономикалық тиімді шешім болып табылады.

 

Тексеру деректері мен сертификаттарын сұрау керек

Aтропиктік аймақтарға арналған трансформатор бір ғана сертификат негізінде қабылданбауы керек. Оның артындағы құжаттарды сұраңыз:

• Жылулық сынақ жазбасы, онда айналадағы ортаның болжамы көрсетілген
• Рутинды тексеру кезінде алынған изоляциялық кедергі мен поляризация индексі көрсеткіштері
• Құрғақ типті құрылғылар бойынша жартылай разряд өлшемі
• Майлы-батырылған құрылғылардағы майдың ылғалдылығы ppm-мен, толтыру алдында және өңдеуден кейін
• Сыртқы қаптама жүйесіне белгіленген коррозиялық санат

Сертификация кезінде құрғақ типтегі қондырғылардың Солтүстік Америкадағы тізімдері UL 1561 немесе UL 1562 стандарттары бойынша, ал Канада үшін — қолданыстағы CSA талаптары бойынша тексеріледі. Біздің өз зертханамыз CNAS аккредитациясына ие және екі 35 кВ және 110 кВ сынақ бөлмесін жұмыс істетеді, сондықтан қалыпты сынақтар мен жылулық сынақтар өзіміздің ғимаратымызда өткізіледі және тіркеледі, сонымен қатар үшінші тараптан келген бақылаушылардың қатысуына рұқсат етіледі.

 

Ryan Electric компаниясы қылмыстық-дайындық қондырғыларын қалай жасайды

Ryan Electric компаниясы 2007 жылдан бері 120 000 м² өндірістік аумақта трансформаторлар шығарады және қазір Оңтүстік-Шығыс Азия, Орта Шығыс, Африка және Америка құрлықтарындағы 80-нен астам елге экспорттайды. Жоғары ылғалдылық ортасындағы дерекқорлар мен электр желілерінің жобаларында жұмыс істеу нәтижесінде тропикалық жабдықтау пакеті арнайы конфигурация емес, стандартты конфигурация ретінде қолданылады: литографиялық смола немесе VPI орамдары, тығыздалған және қыздырылатын терминалдық қораптар, орындықтық қыздырғыштар және конденсацияға қарсы қыздырғыш жеке қосымша қоректендіру көзіне қосылған тізбек, бунақденелілерге қарсы торлы желдету және оң бағыттағы су ағысы, сондай-ақ орналасу орнының коррозиялық санатына сәйкес келетін сыртқы қаптама жүйесі.

2023 жылдан бастап біз Eaton компаниясының қосымша серіктесі ретінде жұмыс істейміз, ол зауытқа цифрландырылған өндіріс сызығын және екінші процестік бақылау жүйесін әкелді. Қолданушы үшін ылғалды аймақта тәжірибелік пайда — техникалық сипаттама мен дизайнды қайта қарау арасындағы уақыттың қысқаруы, себебі корпус, жылытқыш пен сыртқы жабын шешімдерін осы өзі қоректендіру орамын жасайтын команда бекітеді.

Егер сіздің жобаңыз жылдың көпшілігінде салыстырмалы ылғалдылық 80 % асып кететін аймақта орналасса, бізге орның ауа-райы профилін жіберіңіз, содан кейін біз kVA мәнін есепке алмас бұрын жылу және ылғал есептеулерін орындаймыз. Айлық орташа көрсеткішті, максималды көрсеткішті және қондырғының жыл бойы немесе тек маусымдық кезеңде ғана қосылатынын хабарлаңыз. Осы үш жауап kVA көрсеткішіне қарағанда құрылымды көбірек өзгертеді.

Сіз қандай да бір тропиктік аймақтарға арналған трансформатор деректер орталығының кампусы, электр желісінің астындағы станциясы немесе өнеркәсіптік зауыты үшін біздің қолданбалы инженерлеріміз жылулық сынақты тексеруді, корпус пен қыздырғыш ұсынысын және сіздің жобаңызға қажетті сынақ куәліктерінің тізімін береді. Топқа өзіңіздің аймақ деректеріңізбен байланысу үшін Ryan Electric байланыс парағы арқылы шығыңыз.

 

Автор туралы. Бұл мақала Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.) компаниясының қолданбалы инженерлік тобы құрастырған, ол Оңтүстік-Шығыс Азия, Орта Шығыс және Африка аймақтарындағы жоғары ылғалдылық пен жоғары айналадағы температура шарттарында жұмыс істейтін трансформаторлардың техникалық сипаттамасын қамтамасыз ету үшін EPC-подрядшыларын, электр энергиясын өндірушілерді және деректер орталықтарын дамытудың құрылысшыларын қолдайды. Топ тропикалық және шөлдік жағдайларға арналған изоляциялық жүйелерді, корпус дизайндарын және зауыттағы сынақтарды қамтиды.