O que é um radiador transformador?
Um radiador de transformador é um dispositivo de resfriamento externo instalado em um transformador-imerso em óleo para dissipar o calor gerado durante a operação. Ele é montado a partir de múltiplas aletas de dissipação de calor, apresentando paredes finas de aço, uma grande área de dissipação de calor e um design leve. O radiador é normalmente instalado nas laterais ou na parte traseira do tanque do transformador, utilizando convecção de ar natural ou resfriamento de ar forçado para acelerar a dissipação de calor do interior do transformador.
Seu princípio de funcionamento envolve permitir que óleo isolante-de alta temperatura flua através de placas metálicas com aletas, transferindo calor para o ar circundante. Este processo pode ocorrer naturalmente (por convecção) ou com auxílio de ventiladores para aumentar o fluxo de ar e a eficiência do resfriamento. Os radiadores do transformador são cruciais para manter temperaturas internas seguras e suportar condições de carga mais elevadas.
Por que os transformadores precisam de radiadores?
Nos sistemas de potência, os transformadores desempenham um papel crucial na transformação de tensão. Durante a operação, os transformadores geram uma quantidade significativa de calor devido às perdas. Se este calor não puder ser dissipado a tempo, pode causar envelhecimento do isolamento interno, encurtar a vida útil e, em casos graves, até causar acidentes de segurança. Portanto, radiadores do tipo placa são necessários para auxiliar no resfriamento do transformador e reduzir a temperatura operacional.
Cada transformador operacional experimenta duas formas principais de perda de energia:
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Tipo de perda |
POR QUE |
Localização |
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Perdas de minério |
Histerese e correntes parasitas no núcleo magnético |
Núcleo de ferro (área central) |
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Perdas de cobre |
Perdas I²R (resistivas) em enrolamentos |
Bobinas primárias e secundárias |
Como funcionam os radiadores?
O processo de trabalho de um radiador com aletas consiste em quatro etapas principais:
O óleo quente sobe:Durante a operação do transformador, o calor gerado pelos enrolamentos e pelo núcleo faz com que a temperatura do óleo isolante aumente. O óleo quente, com menor densidade, sobe naturalmente.
Flua para o radiador:O óleo quente flui através dos tubos coletores de óleo e para os tubos de distribuição de óleo dentro do radiador.
Transferência de calor:O calor do óleo isolante é transferido para o ar através das paredes de aço extremamente finas, diminuindo a temperatura do óleo.
O óleo frio retorna:O óleo resfriado do transformador, com sua densidade aumentada, flui de volta para o fundo do tanque ao longo do outro lado do radiador, e o ciclo continua.
Este processo se repete, resfriando continuamente o transformador sem a necessidade de energia adicional.
Como escolher um radiador transformador
Dependendo do tipo de refrigeração, geralmente são divididos em duas categorias:
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Código |
Tipo de resfriamento |
Casos de uso |
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ONAN |
Óleo Natural, Ar Natural |
Transformadores de distribuição |
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ONAF |
Óleo Natural, Ar Forçado (ventiladores) |
Transformadores de potência |
Além disso, com base na estrutura, os radiadores do transformador podem ser divididos em tipo fixo e tipo destacável. O tipo destacável é fácil de transportar e montar no local e é frequentemente usado em projetos de ultra-alta tensão ou grande-capacidade.
Ao selecionar e combinar um radiador do tipo-placa para um transformador, os seguintes parâmetros precisam ser considerados cuidadosamente:
Correspondência de capacidade de dissipação de calor:A potência total de dissipação de calor do radiador deve ser maior que as perdas totais (perda de ferro + perda de cobre) do transformador sob plena carga.
Número de aletas e distância central:A distância central (a distância entre os tubos coletores de óleo superior e inferior) determina a altura efetiva do radiador e deve corresponder à altura do tanque do transformador.
Taxa de fluxo de óleo e aumento de temperatura:Garanta uma circulação suave do óleo sob o aumento da temperatura nominal (normalmente o aumento da temperatura superior do óleo não deve exceder 55K).
Condições ambientais:Em áreas com grande altitude, fortes tempestades de areia ou alta umidade, radiadores com revestimento anti-corrosão aprimorado devem ser selecionados e uma margem de resfriamento adicional deve ser reservada.
Requisitos de ruído:Para transformadores instalados perto de áreas residenciais, radiadores de resfriamento natural (auto-resfriados) são preferidos, ou ventiladores-de baixo ruído devem ser configurados se o resfriamento por ar forçado for usado.
Conclusão
Os radiadores desempenham um papel fundamental em transformadores-imersos em óleo. Eles ajudam a controlar a temperatura, permitindo a troca de calor entre o óleo do transformador e o ar circundante. O design e o desempenho dos radiadores afetam diretamente a confiabilidade, a eficiência e a vida útil do transformador. Seleção correta, instalação adequada e manutenção regular são necessárias. Estes garantem uma operação segura sob diferentes cargas elétricas e condições ambientais. Sem radiadores, o estresse térmico torna-se um problema. Pode causar falhas frequentes e levar a altos custos de manutenção.
