Что такое трансформатор с системой охлаждения двигателя

Системы охлаждения трансформаторов

Электродвигатели вентиляторов обдува трансформаторов АБ63А4ВУ1(УХЛ1) предназначены для работы от трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц, для привода осевого вентилятора системы охлаждения трансформаторов при значении климатических факторов согласно ГОСТ 15150-69.

• Электродвигатели вентиляторов обдува трансформаторов
• Изготовление крыльчатки для вентиляторов обдува трансформаторов
• Виды систем охлаждения силовых трансформаторов

Общие определения

Предельный нагрев частей трансформатора ограничивается изоляцией, срок службы которой зависит от температуры нагрева. Чем больше мощность трансформатора, тем интенсивнее должна быть система охлаждения.

Естественное воздушное охлаждение трансформаторов осуществляется посредством естественной конвекции воздуха и частичного лучеиспускания в воздухе. Такие трансформаторы получили название «сухих». Условно принято обозначать естественное охлаждение при открытом исполнении С, при защитном исполнении — СЗ, при герметичном исполнении СГ, с принудительной циркуляцией воздуха (дутьем) — СД.

Допустимое превышение температуры обмотки сухого трансформатора над температурой окружающей среды зависит от класса нагревостойкости изоляции и согласно ГОСТ 11677—85 должно быть не больше

• 60 °С для класса А,
• 75 °С — для класса Е,
• 80 °С — для класса В,
• 100 °С — для класса F,
• 125 °С — для класса Н

Данная система охлаждения малоэффективна, поэтому применяется для трансформаторов мощностью до 1600 кВ А при напряжении до 15 кВ.

Естественное масляное охлаждение (М) выполняется для трансформаторов мощностью до 16000 кВА. В таких трансформаторах тепло, выделенное в обмотках и магнитопроводе, передается маслу, циркулирующему по баку и радиаторам, а затем — окружающему воздуху. При номинальной нагрузке трансформатора в соответствии с Правилами технической эксплуатации (ПТЭ) температура масла в верхних, наиболее нагретых слоях не должна превышать +95°С.

Для лучшей отдачи тепла в окружающую среду бак трансформатора снабжают ребрами, охлаждающими трубами или радиаторами в зависимости от мощности.

Масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла (Д) применяется для более мощных трансформаторов. В этом случае в навесных охладителях из радиаторных труб помещают вентиляторы. Вентилятор засасывает воздух снизу и обдувает нагретую верхнюю часть труб. Пуск и останов вентиляторов осуществляется автоматически в зависимости от нагрузки и температуры нагрева масла. Трансформаторы с таким охлаждением могут работать при полностью отключенном дутье, если нагрузка не превышает 100% от номинальной, а температура верхних слоев масла не более 55 °С, а также независимо от нагрузки при отрицательных температурах окружающего воздуха и температуре масла не выше 45 °С (ПТЭ). Максимально допустимая температура масла в верхних слоях при работе трансформатора с номинальной нагрузкой 95 °С.

Форсированный обдув радиаторных труб улучшает условия охлаждения масла, а следовательно, обмоток и магнитопровода трансформатора, что позволяет изготовлять такие трансформаторы мощностью до 80 000 кВА.

Схема системы охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла:
1 — бак трансформатора; 2 — радиаторы охладителя; 3 — вентилятор обдува

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (ДЦ) применяется для трансформаторов мощностью 63000 кВА и выше. Охладители состоят из тонких ребристых трубок, обдуваемых снаружи вентилятором. Электронасосы, встроенные в маслопроводы, создают непрерывную принудительную циркуляцию масла через охладители. Благодаря высокой скорости циркуляции масла, большой поверхности охлаждения и интенсивному дутью охладители обладают большой теплоотдачей и компактностью. Такая система охлаждения позволяет значительно уменьшить габаритные размеры трансформаторов. Охладители могут устанавливаться вместе с трансформатором на одном фундаменте или на отдельных фундаментах рядом с баком трансформатора.

Схема масляного охлаждения с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители: 1 — бак трансформатора; 2 — масляный электронасос; 3 — адсорбционный фильтр; 4 — охладитель; 5 — вентилятор обдува

Масляно-водяное охлаждение трансформаторов с принудительной циркуляцией масла (Ц) принципиально устроено так же, как охлаждение ДЦ, но в отличие от последнего охладители в этой системе состоят из трубок, по которым циркулирует вода, а между трубками движется масло. Температура масла на входе в маслоохладитель не должна превышать 70 °С. Чтобы предотвратить попадание воды в масляную систему трансформатора, давление масла в маслоохладителях в этом случае должно превышать давление циркулирующей в них воды не менее чем на 0,02 МПа (2 Н/см2). Эта система охлаждения эффективна, но имеет довольно сложное конструктивное исполнение и поэтому применяется для мощных трансформаторов (160 MBА и более).

Свыше 350 кВт становится выгоднее использовать двигатели НТА. Эти двигатели работают при напряжениях, варьирующихся от 2.2 кВ до 13.8 кВ.
Свыше 1500 кВт использовать только двигатели НТА. Почти 80% моторов этого типа представляют собой трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Их предпочитают за:

• простоту и надежность;
• возможность прямого пуска;
• адаптированность к большим нагрузкам.

Напряжение источника питания

В диапазоне свыше 100 кВт имеются также неплохие двигатели ВТ, аналогичные по характеристикам моторам НТА. Однако мощность двигателей ВТ ограничена текущими значениями, что становится существенным параметром при увеличении мощности. Это делает более дорогостоящим установку и эксплуатацию двигателя, оборудования, кабелей и т.д.
Например: двигатель 1500 кВт при 600В требует в стабильном состоянии около 1500 А. Свыше 350 кВт, и/или если линия питания длинная потери напряжения будут существенны. В этом случае целесообразно использовать двигатели марки НТА. Эти двигатели в большинстве своем трехфазные и поставляются в стандартном напряжении: 2.2 – 3 – 3.3 – 5 – 5.5 – 6 – 6.6 – 7.2 – 13.8 кВ на 50 Гц.

Стандарты и нормы

Установка

Установка двигателей НТА должна соответствовать стандарту, а также директиве, относящейся к работам, к которым они предназначены.

Конструкция

• для двигателей НТА, в отличие от двигателей ВТ, где потребность во взаимозаменяемости привела к рационализации, нет реального стандарта. Каждый производитель вправе предлагать свои диапазоны работы двигателей.
• для пускателей двигателей НТА стандарт «МЭК60470 (Контакторы для переменного высоковольтного напряжения и стартеры двигателей с контакторами)

Принципиальные сравнения типов двигателей

Асинхронные двигатели считаются почти универсального применения. Их характеристики крутящего момента пригодны для большого спектра применения, в частности для таких машин, как центробежные насосы, компрессоры, преобразователи напряжения, станки и вентиляторы. Тем не менее, эти двигатели имеют довольно низкие показатели мощности, порядка 0.8-0.9 при полной нагрузке и снижающиеся при низкой нагрузке. Кроме того, для больших асинхронных двигателей с установленной мощностью необходимо обеспечить компенсацию активной мощности.

Характеристики, преимущества и недостатки применения

Выбор режима запуска необходимо заранее обговорить с производителем двигателя и оборудования, а также с поставщиком электроэнергии.

Онлайн просмотр документа «Диплом 2017»

3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВЫХ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ АТ1 И АТ2 НА ПС «ХОЛМСКАЯ»

3.1 Технические характеристики автотрансформатора АТ1

Автотрансформатор АТДЦТН-63000/220/110-678-У1 (диспетчерское наименование АТ1) – силовой трехфазный трехобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой на стороне СН с принудительной циркуляцией масла , охлаждаемого воздухом.

Паспортные данные автотрансформатора:

-номинальная мощность , , :

-номинальное напряжение , , ;

-номинальный ток, , , ;

-группа соединений обмоток ;

-вид переключения ответвлений – РПН;

-потери короткого замыкания ;

-потери холостого хода ;

-ток холостого хода

Система охлаждения автотрансформатора типа ДЦ состоит из трех охлаждающих устройств типа ДЦ (двигатели-вентиляторы), одно из которых – резервное. Для обеспечения циркуляции масла установлены центробежные насосы типа 5Т-100 на каждом охладителе. Представляет собой моноблочный агрегат, который состоит из асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и центробежного насоса с рабочим колесом, насаженным на вал электродвигателя.

На трансформаторе установлено газовое реле и три струйных реле.

Газовое реле защищает трансформатор при внутренних повреждениях, связанных с выделением газа, а также при утечке масла. Реле устанавливают в трубу, соединяющий расширитель с баком трансформатора. Реле срабатывает при выбросе масла через него в расширитель под большим давлением, замыкая контакты цепи сигнализации или отключения трансформатора. Анализ газа, взятого из газового реле, позволяет судить о характере повреждения.

В отличие от газового реле, струйное не будет реагировать на газообразование и вытекания масла из трансформатора. Оно срабатывает при заданной скорости струи масла и работает сразу на отключение трансформатора. Данное реле устанавливают в трубопроводе между баком контактора и его расширителем по направлению движения потока масла.

Для контроля уровня масла в автотрансформаторе и в баках контакторов РПН, в отсеках расширителя установлены стрелочные маслоуказатели.

Для контроля температуры масла в верхних слоях и управления автоматикой системы охлаждения, на автотрансформаторе установлено по одному манометрическому термометру.

Для непрерывной регенерации масла в процессе эксплуатации на автотрансформаторе установлены термосифонные фильтры. Систематическая очистка масла необходима, так как при работе трансформатора масло нагревается, исходя из этого, процессы окисления его усиливаются. При длительном воздействии кислорода на масло появляется шлам (отходы, в виде осадков), оседающий на внутренних частях трансформатора, который забивает масляные каналы обмоток. Все это резко сокращает срок службы изоляции, а следовательно может привести к аварийному выходу их строя трансформатора.

Для очистки масла от волокон изоляции на автотрансформаторе установлены маслоочистительные фильтры в системе охлаждения ДЦ. Фильтр устанавливается в трубопроводе напорной линии системы охлаждения и представляет собой стальной цилиндр с двумя входными и выходными патрубками, расположенными друг относительно друга под углом 90º. Внутри фильтра установлен фильтрующий пакет с щелями фильтрации. Степень загрязнения этого пакета определяется исходя из перепада давления на манометрах, установленных на входе и выходе фильтра.

Автотрансформатор оборудован предохранительным клапаном, служащим для предотвращения разрушения бака при повышении сверх допустимого давления. Как только давление в баке достигает определенного значения, клапан открывается и давление в баке сбрасывается.

Для регулирования напряжения автотрансформатор оборудован переключающим устройством типа РС-4. Их применение связано с необходимостью обеспечения потребителей электрической энергии стандартного качества по напряжению. При повышении или понижении напряжения от стандарта, одинаково отрицательно отражается на работе электротехники потребителей.

Для автоматического управления системой охлаждения установлен шкаф автоматики охлаждения трансформатора – ШАОТ-ДЦ-3.

Шкаф автоматики охлаждения трансформатора имеет два питания: рабочее и резервное, которые подключены к разным секциям шин. Автоматика имеет устройство АВР (автоматическое включение резерва), следовательно при потере рабочего питания автоматически включается резервное питание. Управление системой производится как в автоматическом, так и в ручном режимах.

Общий вид автотрансформатора АТ1 показан на рис. 3.1

Рисунок 3.1 — Силовой автотрансформатор АТ2-63-220

Техническое состояние автотрансформаторов и охлаждающих устройств

Автотрансформаторы находятся в эксплуатации с 1986 г. За весь период эксплуатации автотрансформаторы были загружены не более чем на 50%, поэтому состояние изоляции обмоток отличное, что показали последние испытания.

Из трех охлаждающих устройств, в нормальном режиме одно (основное, рис. 3.2 и рис. 3.3) находится в работе, в случае повышения температуры верхних слоев масла более или при достижении номинальной нагрузки включается дополнительное охлаждающее устройство. Третье находится в резерве и включается автоматически в случае отказа основного или дополнительного охлаждающего устройства. Помимо автоматического управления системой охлаждения автотрансформатора, имеется возможность ручного управления.

Рисунок 3.2 — Вентиляторы основной ступени охлаждения АТ2

Рисунок 3.3 — Насос принудительной циркуляции масла (основная ступень охлаждения)

Электродвигатели всех ступеней охлаждения обоих автотрансформаторов неоднократно выходили из строя и были заменены новыми. Работа насосов циркуляции масла не проверялась со времени последнего капитального ремонта. Так как, в отличие от вентиляторов обдува нет возможности визуально определить неисправность насосов циркуляции масла, их работоспособность вызывает некоторые сомнения. Так , например, манометр установленный для контроля работы насоса циркуляции масла основной ступени охлаждения, находящейся в работе , показывает давление 3,5 атм., что соответствует норме (рисунок 3.4). Однако, насос дополнительной ступени охлаждения (рисунок 3.5), электродвигатель которого, в соответствии с режимом работы автотрансформатора отключен, показывает давление 1,1 атм. Также соответствующие манометры автотрансформатора АТ1, находящегося в резерве, показывают давление отличное от нуля.

Рисунок 3.4 — Манометр основной ступени охлаждения АТ2-63-220

Рисунок 3.5 — Манометр дополнительной ступени охлаждения АТ2-63-220

Из рисунка 3.6 видно, что, как минимум, один из манометрических сигнальных термометров неисправен, так как их показания сильно различаются.

Рисунок 3.6 — Манометрические сигнальные термометры АТ2

Можно сделать вывод, что система охлаждения автотрансформаторов работает неудовлетворительно, а потому нуждается в ремонте или модернизации.

Довольно часто выходят из строя маслонаполненные вводы (как правило, из-за разгерметизации). На гравийной подсыпке вокруг автотрансформаторов имеются масляные подтёки, что говорит о разгерметизации бака.

Во многих местах следы коррозии (чему способствует близость подстанции к морю).

4 ВНЕДРЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТРАНСФОРМАТОРА

4.1 Причина внедрения

Причиной внедрения микропроцессорной системы управления охлаждением трансформатора послужил ряд следующих причин:

а) существующая система охлаждения при своей работе ведет контроль только одного параметра — температуры верхних слоёв масла трансформатора;

б) в существующей системе не ведется контроль нагрузки трансформатора;

в) не учитывается так же и температура внешней среды, которая имеет непосредственное влияние на температуру, как масла, так и трансформатора в целом;

г) отсутствие возможности контролировать нагрузку трансформатора;

д) нерациональная работа двигателей вентиляторов системы охлаждения и как следствие повышенное энергопотребление;

4.2 Назначение

Шкаф автоматического управления охлаждением трансформатора микропроцессорный программируемый ШАОТ-МП предназначен для управления системами охлаждения трансформаторного оборудования типа Д, ДЦ, сигнализации неисправностей и защиты электродвигателей маслонасосов и вентиляторов систем охлаждения трансформаторного оборудования.

В состав системы охлаждения (СО) входят следующие элементы:

-электродвигатели вентиляторов (для систем типа Д, ДЦ);

-электродвигатели маслонасосов (для систем типа ДЦ);

ШАОТ-МП обеспечивает выполнение следующих функций:

-управление системой охлаждения в автоматическом режиме на основе входных сигналов:

А) аналоговые сигналы: ток нагрузки (по стороне ВН), температура верхних слоев масла, температура обмотки (наиболее нагретой точки ННТ), температура окружающей среды

Б) контактные сигналы: («Трансформатор отключен», «Температура ВСМ достигла уставки №1», «Температура ВСМ достигла уставки №2», «Токовая нагрузка достигла уставки №1»,«Токовая нагрузка достигла уставки №2»).

-конфигурирование уставок включения/отключения электродвигателей вентиляторов и/или маслонасосов, а также уставок перехода СО между режимами охлаждения;

-управление каждым электродвигателем системы охлаждения в ручном режиме с помощью органов управления на лицевой части ШАОТ-МП;

-управление системой охлаждения в дистанционном режиме посредством цифровой связи с системами верхнего уровня (например, АСУ ТП);

-возможность временного разделения включения электродвигателей СО с регулируемой выдержкой времени;

-самодиагностика коммутационных аппаратов по каждому электродвигателю;

-плавный пуск электродвигателей;

-автоматическая защита электродвигателей вентиляторов от образования наледи путем их периодического включения при заданном диапазоне температур окружающего воздуха;

-автоматическая блокировка включения электродвигателей маслонасосов при низких температурах масла;

Продуманные технологии вентиляции ZIEHL-ABEGG для охлаждения трансформаторов

Для повышения эффективности охлаждения вентиляторы усиливают естественную вентиляцию, подавая массивный воздушный поток. Осевые вентиляторы ZIEHL-ABEGG используются в радиаторных системах охлаждения и масляных охладителях вот уже более 50 лет. Обычно речь идёт о комбинации из нескольких вентиляторов размером от 500 до 1250 мм, которые работают параллельно.

Они отличаются не только стабильно высокой эффективностью, но и продолжительным сроком службы и превосходным качеством материалов и обработки. Качество наших вентиляторов и соответствующих систем управления и регулировки является важным фактором эксплуатационной безопасности и отказоустойчивости силовых и трансформаторных станций. Поскольку они часто расположены вблизи жилых или коммерческих районов с плотной застройкой, уровень шума также имеет большое значение. В основе превосходных акустических характеристик нашей проверенной временем системы вентиляторов ZAplus лежит бионическая конструкция лопастей ZAplus. ZIEHL-ABEGG также предлагает три стандартных исполнения для защиты от коррозии и продления срока службы наших вентиляторов. Мы можем удовлетворить самые разные требования клиента и выполнить самые сложные технические задания.

ZIEHL-ABEGG также предлагает проверенные решения для охлаждения сухих трансформаторов. Наш ассортимент включает в себя целый ряд высокоэффективных вентиляционных систем: тангенциальные, осевые и центробежные вентиляторы одностороннего и двустороннего всасывания серии S в компактных корпусах с загнутыми вперёд лопатками. В зависимости от назначения вентиляторы можно использовать в закрытых помещениях для вентиляции или прямого охлаждения. Универсальный ассортимент дополняют многочисленные устройства управления, защиты и мониторинга ZIEHL-ABEGG, которые можно с лёгкостью интегрировать в имеющееся старое оборудование или системы других производителей.

Вентиляторы для трансформаторов большой мощности с масляным охлаждением

Вентиляторы большой мощности являются базовыми компонентами систем электроснабжения. Трансформаторы выполняют переключение напряжения переменного тока с одного уровня на другой, что делает их незаменимыми в системах генерации, передачи и распределения электроэнергии на электростанциях, подстанциях и промышленных предприятиях. Трансформаторы большой мощности устанавливаются вне зданий. На открытом воздухе трансформаторы подвержены воздействию ветра и погодных условий, в т. ч. высокой влажности в зонах дождевых лесов, солевого тумана на побережье водоемов, палящего зноя в пустынях или ледяного холода в полярных районах. Вентиляторы систем охлаждения, работающих в таких условиях, должны быть не менее надежными, чем системы электроснабжения в целом. Отсюда возникает потребность в вентиляторах повышенной надежности, не требующих обслуживания. Каждое аварийное отключение трансформатора вызывает фатальные последствия, поскольку пропадает возможность подачи электропитания.

В процессе работы трансформаторы генерируют отходящее тепло, при этом для охлаждения, как правило, используется масло. Масло переносит тепло посредством конвекции (или с помощью системы насосов) на корпус трансформатора, имеющий охлаждающие ребра или радиаторы, похожие на радиаторы теплообменников, установленные с внешней стороны. Для трансформаторов большой мощности требуется дополнительное охлаждение, а именно вентиляторы, не допускающие перегрева, несмотря на то, что поверхности охлаждения являются максимально компактными (рис. 1). Вентиляторы должны отвечать особым требованиям, чтобы противостоять жестким климатическим условиям эксплуатации.

» Когда вентиляторы работают с максимальной эффективностью в течение многих лет, пользователи могут сэкономить огромные суммы денег и киловатт-часов.

Рис. 1. Вентиляторы, используемые в системах охлаждения трансформаторов большой мощности, должны противостоять жестким условиям эксплуатации. Отсюда возникает потребность в изделиях повышенной надежности, работающих бесперебойно в течение долгих лет и не требующих обслуживания.

Вентиляторы преобразуют трансформаторы в энергосберегающие агрегаты

Недостаточно того, чтобы вентиляторы только обеспечивали требуемый воздушный поток. Не менее важны такие характеристики, как коррозионная стойкость даже в условиях повышенной влажности, отсутствие потребности в обслуживании и смазке и безотказная работа в течение длительного срока. А при меняющейся нагрузке весьма желательно, чтобы производительность охлаждения подстраивалась под фактическую потребность. Не всегда имеет смысл выключать отдельные вентиляторы, когда трансформатор работает под неполной нагрузкой, поскольку в этом состоянии на теплообменнике могут образовываться неохлаждаемые «горячие точки». Когда вентиляторы работают с максимальной эффективностью в течение многих лет, пользователи могут сэкономить значительные суммы денег и киловатт-часов, которые они могли бы отдать в энергетическую сеть. В результате операторы сети производят положительный экономический эффект. Если трансформаторы установлены рядом с жилой застройкой или внутри нее, то шум от их работы не стоит недооценивать.

Компания ebm-papst в Мульфингене, как эксперт по электродвигателям и вентиляторам, занялась решением этой проблемы путем разработки специальных вентиляторов для трансформаторов (рис. 2). Новые вентиляторы отвечают всем требованиям, касающимся сложных систем охлаждения трансформаторов большой мощности, согласно стандарту DIN EN 50216-12 «Арматура силовых трансформаторов и реакторов. Часть 12. Вентиляторы». Вентиляторы поставляются в диапазоне размеров от 500 до 1250 мм с производительностью до 13 м3 /с. Разработка этих вентиляторов основана на многолетнем опыте эксплуатации, интенсивных исследованиях, моделировании и испытаниях. Они также отвечают требованиям, касающимся срока службы и устойчивости к солевому туману (класс защиты от коррозии C5M согласно стандарту DIN EN ISO 12944), и потому могут эксплуатироваться в береговых зонах с высоким содержанием солей в воздухе.

Рис. 2. Вентиляторы для охлаждения трансформаторов отвечают всем требованиям к системам охлаждения трансформаторов большой мощности и поставляются в диапазоне размеров от 500 до 1250 мм.

Корпус вентилятора повышает его КПД

Корпус вентилятора, крыльчатка HyBlade®, ЕС-двигатель GreenTech со встроенной управляющей электроникой или асинхронный AC-двигатель и защитная решетка на стороне забора воздуха – все эти компоненты модулей абсолютно согласованно функционируют по принципу «включай и работай». Например, благодаря оптимизации аэродинамических характеристик удалось одновременно снизить турбулентность воздушного потока и рабочий шум. Два типа двигателей отвечают требованиям действующей директивы ЕС по экологизации.

Крыльчатка имеет аэродинамически выверенную форму на базе алюминиевой рамы с крышкой из пластмассы, армированной стекловолокном. Это позволяет значительно уменьшить рабочий шум и повысить КПД в сравнении с крыльчаткой с традиционными лопатками.

Монтажная опора двигателя, также имеющая контактную защиту, установлена на стороне забора воздуха. В качестве дополнительного оборудования предлагается защитная решетка, устанавливаемая на стороне выпуска воздуха. Защитная решетка и корпус вентилятора выполнены из горячеоцинкованной листовой стали с дополнительным защитным покрытием. На стороне выпуска воздуха также установлен кольцевой фланец для крепления непосредственно к радиатору. Положительный эффект от применения такого типа корпуса очевиден, особенно если вентилятор работает с забором свободного воздуха (что типично для трансформаторов с масляным охлаждением) (рис. 3). Турбулентность воздушного потока сводится к минимуму, что способствует увеличению интенсивности потока и, как следствие, КПД вентилятора (рис. 4).

Рис. 3. Установка осевого насоса без корпуса приводит к потерям интенсивности воздушного потока (слева). Использование корпуса вентилятора может существенно повысить производительность вентилятора в рабочем диапазоне.

Рис. 4. Вентиляторы в корпусе показывают более высокие аэродинамические характеристики и более высокий КПД, что обеспечивает более высокий КПД всей системы (1) в сравнении с системами, в которых установлены бескорпусные вентиляторы (2).

» Компании, положившиеся на надежную ЕС-технологию GreenTech, делают еще один шаг в направлении энергоэффективности.

Управление частотой вращения в зависимости от требуемой интенсивности охлаждения

Компании, положившиеся на надежную ЕС-технологию GreenTech, делают еще один шаг в направлении энергоэффективности. ЕС-двигатели в основном представлены синхронными двигателями с катушкой возбуждения на постоянных магнитах. В конструкции такого двигателя ротор со встроенными магнитами синхронно следует за вращающимся магнитным полем статора, создаваемым электронным способом. Управляющая электроника позволяет неограниченно регулировать производительность вентилятора (линейно по отношению к частоте вращения вентилятора), которая отличается от частоты, синхронной с частотой энергосети в процессе работы под неполной нагрузкой практически с тем же КПД. Управление в полностью разомкнутом контуре может осуществляться либо с помощью заданных аналоговых сигналов 0–10 VDE (напр., от датчика температуры масла или датчика давления масла) или цифровых сигналов ШИМ или MODBUS. При использовании сети MODBUS можно удобным способом соединить между собой несколько вентиляторов. В такой конфигурации можно реализовать функции диагностики и мониторинга, которые в конечном счете также способствуют надежной работе. Описанные настройки позволяют управлять в целом всей системой более экономичным образом, снижая затраты в течение всего жизненного цикла системы.

Чтобы не допустить образования горячих точек на теплообменнике после выключения отдельных вентиляторов, специалисты ebm-papst рекомендуют оставлять все вентиляторы в работе под неполной нагрузкой. В итоге воздушный поток, проходящий через радиатор, становится более равномерным. Положительный побочный эффект: двигатель сильно не нагревается, что продлевает срок службы вентилятора.

Другой особенностью работы под неполной нагрузкой, вытекающей из действия законов физики, является резкое снижение энергопотребления и уровня рабочего шума. Электрическая входная мощность пропорциональна частоте вращения вентилятора, возведенной в третью степень (Pe

n³). В результате достаточно понизить входную мощность всего на 12,5%, чтобы частота вращения и следом за ней производительность снизились на 50%. Логарифмически это приводит к снижению уровня рабочего шума на 15 дБ (рис. 5).

Рис. 5. На графике показана возможная экономия энергии и снижение шума путем сравнения режима работы, предполагающего выключение вентиляторов, с режимом неограниченной регулировки частоты вращения.

Работа под неполной нагрузкой позволяет не только экономить энергию и снизить эксплуатационные затраты, но также уменьшить количество отходящего тепла. Это особенно ценно для систем охлаждения, т. к. количество тепла, подлежащего отводу, уменьшается. Схема коммутации и конструкция статора также обеспечивают плавную работу устройства. Угловые частоты не воспринимаются на слух, а значит, уровень шума падает. Именно поэтому наши вентиляторы-«тихони» идеально подходят для применения там, где установлены обязательные к исполнению нормы, касающиеся уровня шума.

Простота ввода в эксплуатацию и широкое применение по всему миру

Особенности конструкции, ориентированные на практическое использование, существенно упрощают ввод в эксплуатацию вентиляторов для охлаждения трансформаторов. В частности, можно установить вентилятор прямо на корпусе в горизонтальном или вертикальном положении. Имеется удобный доступ к клеммной коробке двигателя для подключения питания, причем коробка изолирована от блока электроники. Разработчики побеспокоились и о том, чтобы в коробке были установлены высококачественные клеммы. Вентиляторы спроектированы с учетом эксплуатации в разных регионах мира. Они могут работать от электросети с напряжением 200–240 В или 380– 480 В (3 фазы, 50 / 60 Гц), отвечают требованиям всех применимых стандартов (UL, CSA, EAC и CCC), требованиям степени защиты IP55, а паспортная табличка отвечает требованиям стандарта DIN EN 50216-12 («Арматура силовых трансформаторов и реакторов». Часть 12. Вентиляторы).

АВТОР: АНДРЕАС ШНАЙДЕР (ANDREAS SCHNEIDER), ИНЖЕНЕР-ПРОЕКТИРОВЩИК, ФИЛИАЛ EBM-PAPST В МУЛЬФИНГЕНЕ

Входные и выходные интерфейсы «TDM-TS»

(*) При поставке расширенной версии количество датчиков и реле управления увеличивается в два (система «TDM-TS-2») или в три (система «TDM-TS-3») раза