Динамика охлаждения сухих трансформаторов (тип AN): «эффект дымохода» и ограничения потока в каналах

Естественная конвекция воздуха не означает пассивного ожидания. В работающем сухом трансформаторе внутренние каналы охлаждения действуют как вертикальные термодинамические насосы, используя тепловую плавучесть для создания восходящих потоков, которые отводят тепло от обмоток до того, как перегрев начнет снижать срок службы изоляции.

Создание аэродинамической тяги в активных обмотках
Теплоотдача снижает плотность воздуха в каждой обмотке сухого трансформатора. Образующийся гидростатический зазор между внутренними каналами и окружающим воздухом создает естественный эффект дымовой трубы, ускоряя поток свежего воздуха вверх без необходимости использования дополнительных механических вентиляторов.

Ограничения аэродинамического потока
Слияние вязких пограничных слоев: На противоположных поверхностях обмоток образуются растущие пограничные слои. Когда зазоры в каналах сужаются ниже общей толщины пограничного слоя, вязкое сопротивление блокирует поток воздуха, вызывая быстрое повышение температуры независимо от уровня внешней вентиляции.

Насыщение скорости пакета: Большая высота обмотки обеспечивает большую плавучесть, однако трение о стенки противодействует гидростатической тяге. Соотношение сторон канала начинает снижаться после достижения определенной высоты, что приводит к стабилизации скорости воздушного потока вдоль верхних сегментов обмотки.

Тепловое сопротивление в воздуховодах с твердой изоляцией
Твердая герметизация создает значительное сопротивление проводимости внутри сухого трансформатора с эпоксидной смолой. Тепло должно передаваться через смолу, прежде чем достигнет воздуховодов, поэтому коэффициенты конвективной теплопередачи имеют первостепенное значение для предотвращения термической деградации сердечника при полной нагрузке.

Электрическое расстояние и вентиляция корпуса
Размеры диэлектрических воздуховодов: Расстояние утечки внутри сухого трансформатора высокого напряжения определяет более широкую геометрию канала. Хотя большие зазоры уменьшают трение, чрезмерный объем воздуховода снижает всасывание дымохода без тщательно подобранных входных жалюзи.

Риски ограничения притока: Внутренний сухой трансформатор зависит от беспрепятственного потока воздуха внутри корпуса. Недостаточно большие входные жалюзи лишают вертикальные каналы холодного воздуха, снижая скорость тяги в дымоходе и превышая пределы повышения температуры.

Не следует рассматривать естественную конвекцию как неконтролируемый механизм защиты. Измеряйте вертикальные перепады давления, следите за тем, чтобы соотношение сторон соответствовало пороговым значениям Рэлея, и проверяйте, чтобы вентиляционные отверстия никогда не ограничивали скорость потока в воздуховоде, обеспечивая работу пассивного охлаждения с механической точностью.