Disipación de calor del transformador de tipo seco

1. Principio básico de la generación de calor en transformadores de tipo seco

• Fuente de calorPrincipalmente por dos tipos de pérdidas: pérdidas en el hierro (pérdidas por histéresis + pérdidas por corrientes parásitas en el núcleo, constantes durante el funcionamiento) y pérdidas en el cobre (pérdidas I²R en los devanados, que aumentan con la carga).
• Necesidad de disipación de calorSi se acumula calor, la temperatura del devanado superará el límite de la clase de aislamiento (por ejemplo, 180 °C para la clase H), lo que provocará envejecimiento del aislamiento, cortocircuitos o incluso incendios (sin riesgo de explosión, ya que los transformadores de tipo seco no contienen aceite inflamable).

2. Métodos de disipación de calor para transformadores de tipo seco (clasificados por capacidad)

• Para transformadores de pequeña capacidad: La relación superficie/volumen es grande, por lo que la refrigeración natural es suficiente.
• Para transformadores de gran capacidad: La relación superficie/volumen disminuye (el volumen/pérdidas aumenta con el cubo del tamaño del núcleo; la superficie aumenta con el cuadrado), lo que requiere una refrigeración mejorada.

2.1 Transformadores de tipo seco de pequeña capacidad: Refrigeración por aire natural (AN)

• Capacidad Aplicable: Generalmente ≤100kVA (por ejemplo, SGB10-50kVA, SCB13-100kVA).
• Principio de enfriamientoSe basa en dos mecanismos naturales de transferencia de calor:
  1. RadiacionEl calor se emite desde la superficie del transformador (núcleo, devanados, carcasa) al aire circundante.
  2. Convección naturalEl aire caliente cercano al transformador asciende, y el aire frío lo complementa, formando una corriente de aire circulante que disipa el calor.
• Características principales: Sin partes móviles (ventiladores), bajo nivel de ruido (≤50dB), sin mantenimiento y alta fiabilidad.
• Escenario de aplicaciónAmbientes interiores secos y limpios (por ejemplo, salas de distribución eléctrica en sótanos de viviendas, pequeños edificios de oficinas) donde la seguridad contra incendios es una prioridad (reemplaza los transformadores sumergidos en aceite para evitar riesgos de incendio de aceite).

2.2 Transformadores de tipo seco de capacidad media a grande: Refrigeración por aire forzado (AF)

• Capacidad Aplicable: ≥125kVA (p. ej., SCB13-200kVA, SGB10-1600kVA).
• Principio de enfriamientoBasándonos en la convección natural, Ventiladores de refrigeración axiales (Instalados en la parte superior o lateral del transformador) se añaden para soplar activamente aire frío a través de los espacios entre los devanados y las superficies del núcleo, acelerando la disipación del calor.
• Diseño clave de CHH Power:
  1. Control de la temperaturaEquipado con un controlador de temperatura que activa automáticamente los ventiladores cuando la temperatura del bobinado supera los 100 °C y los detiene cuando baja de los 80 °C, evitando así un consumo de energía innecesario.
  2. Soporte de sobrecargaCon un sistema de refrigeración AF intacto y una buena ventilación externa, el transformador puede funcionar a 120% de la carga nominal durante un largo período de tiempo (por ejemplo, un transformador de 200 kVA puede soportar 240 kVA), satisfaciendo así las demandas de carga máxima.
• Características principales: Alta eficiencia de refrigeración (capacidad de disipación de calor aumentada entre un 30 y un 50 % en comparación con AN), tamaño compacto (evita un volumen excesivo debido a la refrigeración puramente natural) e intensidad de refrigeración ajustable.
• Escenario de aplicación: Instalaciones industriales cubiertas, plazas comerciales y centros de datos con grandes fluctuaciones de carga (por ejemplo, centros comerciales durante las vacaciones, fábricas durante los picos de producción).

2.3 Transformadores de tipo seco de capacidad extra grande: Refrigeración por aire forzado con agua (AFW)

• Capacidad Aplicable: ≥2000kVA (por ejemplo, SCB14-3150kVA para plantas industriales).
• Principio de enfriamientoCombina la refrigeración por aire con la refrigeración por agua: los ventiladores internos impulsan el aire a través de un intercambiador de calor refrigerado por agua (en lugar de directamente sobre los devanados), y el agua de refrigeración circulante elimina el calor del intercambiador.
• Características principalesMáxima eficiencia de refrigeración, adecuada para entornos de instalación de alta temperatura y alta densidad (por ejemplo, plantas siderúrgicas a gran escala, fábricas químicas) donde la refrigeración por aire por sí sola es insuficiente.

3. Diseño de optimización de la disipación de calor de CHH Power

1. Estructura de bobinadoUtiliza un diseño de bobinado segmentado con espacios de aire reservados (5–10 mm) para facilitar la circulación del flujo de aire y reducir la acumulación de calor.
2. Selección de Materiales: Adopta una resina epoxi de alta conductividad térmica (conductividad térmica ≥0.3 W/(m·K)) para el moldeo de los devanados, acelerando la transferencia de calor del conductor a la superficie.
3. Diseño de caja: Para los modelos refrigerados por aire comprimido, se utilizan carcasas de tipo malla (IP23) para garantizar una entrada/salida de aire sin obstrucciones, evitando así la retención de calor causada por las carcasas cerradas.

4. Recordatorio importante: Distinguir del enfriamiento de transformadores sumergidos en aceite