Présentation de la solution

Refroidissement ONAF pour transformateurs immergés dans l’huile

La solution de refroidissement ONAF de TengQi Technology répond aux besoins de puissance de refroidissement et de maîtrise de l’échauffement des transformateurs immergés dans l’huile de moyenne et grande puissance, notamment dans les postes électriques extérieurs soumis à des contraintes d’espace. Elle associe la circulation naturelle de l’huile à des ventilateurs de grand diamètre fonctionnant à faible vitesse et à des supports renforcés afin d’améliorer les échanges thermiques côté air. Les performances thermiques et acoustiques restent soumises au dimensionnement et à la validation propres à chaque projet.

Diamètre maximal admissible de l’hélice: Jusqu’à 1 250 mm, selon la configuration du projet
Validation des performances: La puissance de refroidissement, l’échauffement et le niveau sonore doivent être vérifiés pour chaque projet
Critères de conception aéraulique: Disposition des radiateurs, dégagements disponibles sur site et obstacles environnants
Vitesse de rotation spécifiée des ventilateurs: 720 tr/min, selon la configuration du projet
Mode de refroidissement: ONAF : circulation naturelle de l’huile et ventilation forcée
Renforcement structurel: Tubes à paroi épaisse et supports de ventilateurs renforcés et soudés

Points forts de la solution

Coordonner le choix des ventilateurs, le renforcement structurel et la répartition des flux d’air tout en conservant la circulation naturelle de l’huile.

Améliorer les échanges thermiques côté air

Circulation naturelle de l’huile préservée et ventilation forcée des surfaces des radiateurs

Étendre la couverture du flux d’air

Hélices de grand diamètre, fonctionnement à faible vitesse et surface balayée élargie

Renforcer les fixations des ventilateurs

Structure en tubes à paroi épaisse et supports renforcés et soudés pour ventilateurs de grand diamètre

Adapter les flux d’air à la disposition des radiateurs

Positionnement coordonné des ventilateurs, orientation adaptée du soufflage et circulation d’air conçue selon le site

TengQi Technology · Solutions de refroidissement pour transformateurs

Solutions ONAF de maîtrise de l’échauffement et de capacité de dissipation thermique pour les transformateurs immergés dans l’huile de moyenne et grande puissance

TengQi Technology (TQT) propose des solutions ONAF à circulation naturelle d’huile et ventilation forcée pour les transformateurs immergés dans l’huile de moyenne et grande puissance et les postes électriques extérieurs. Elles répondent aux besoins de maîtrise de l’échauffement, de débit d’air et de capacité de dissipation thermique lorsque l’espace d’installation est limité. La solution associe le renforcement structurel des radiateurs à éléments, des ventilateurs de grand diamètre à faible vitesse de rotation et une conception optimisée de la circulation de l’air afin d’améliorer les échanges thermiques par convection au niveau des radiateurs.

Mots-clés :Solutions de refroidissement ONAF à ventilation forcée, dissipation thermique des transformateurs immergés dans l’huile, maîtrise de l’échauffement des transformateurs, radiateurs à éléments, gestion thermique des postes électriques extérieurs, TengQi Technology

Refroidissement ONAF : combinaison de la circulation naturelle d’huile et de la ventilation forcée

L’ONAF est un mode de refroidissement couramment utilisé pour les transformateurs immergés dans l’huile. Il désignela circulation naturelle d’huile et le refroidissement par air forcé. À l’intérieur du transformateur, l’huile isolante circule naturellement sous l’effet des différences de température : l’huile chaude entre dans le radiateur pour y céder sa chaleur, puis retourne dans la cuve du transformateur après refroidissement, sous l’effet des variations de masse volumique. À l’extérieur du radiateur, des ventilateurs génèrent un flux d’air forcé qui intensifie les échanges thermiques par convection côté air.

Par rapport au mode ONAN, qui repose principalement sur la convection naturelle de l’air ambiant, le mode ONAF améliore l’écoulement de l’air à la surface des radiateurs et réduit la résistance thermique côté air. Dans les conditions de dimensionnement correspondantes, ce mode peut offrir une capacité de dissipation thermique supérieure et aider le système à répondre aux besoins de gestion thermique sous des charges plus élevées.

Les défis de la dissipation thermique des transformateurs dans un espace limité

Surface d’échange thermique limitée

Dans les postes électriques extérieurs, les distances entre équipements et les dégagements disponibles sont limités. Il est donc difficile de répondre à des besoins accrus de dissipation thermique uniquement en augmentant le nombre de radiateurs ou leur emprise.

Débit d’air et couverture insuffisants

La portée utile du flux d’air produit par des hélices de petit diamètre est limitée et peut ne pas couvrir suffisamment la surface des radiateurs, ce qui réduit l’efficacité des échanges thermiques côté air.

Risques structurels et vibratoires

Les ventilateurs de grand diamètre imposent des exigences accrues en matière de capacité de charge mécanique et de résistance aux vibrations dans leur zone de montage. Les supports conventionnels peuvent ne pas répondre aux besoins d’une exploitation prolongée en extérieur.

Contraintes de maîtrise de l’échauffement

Lorsque la charge du transformateur augmente alors que les échanges thermiques côté air sont insuffisants, la maîtrise de la température de l’huile et de l’échauffement des enroulements peut être compromise.

Principe central de la solution

La solution ONAF à ventilation forcée de TengQi Technology ne consiste pas simplement à ajouter des ventilateurs à des radiateurs ONAN. Elle coordonnela structure des radiateurs, les supports des ventilateurs, le diamètre des hélices, la régulation de la vitesse de rotation et l’organisation des flux d’airen tant que composantes d’un système interdépendant. L’objectif est d’intensifier les échanges thermiques côté air sans modifier le principe fondamental de la circulation naturelle d’huile, tout en tenant compte du débit d’air, du bruit, des vibrations et de la stabilité mécanique en exploitation extérieure.

Préserver la circulation naturelle d’huile :Le transfert thermique de base repose sur la circulation naturelle de l’huile, sans nécessiter de pompe à huile comme moyen principal de circulation.
Intensifier la convection côté air :Les ventilateurs forcent le passage de l’air sur la surface des radiateurs afin d’accélérer l’évacuation de la chaleur vers l’environnement.
Étendre la couverture utile du flux d’air :La conception à hélices de grand diamètre augmente la surface balayée et améliore la couverture de la surface des radiateurs.
Adapter également la structure :Des tubes à paroi épaisse et des supports renforcés par soudage assurent le soutien mécanique nécessaire au montage et au fonctionnement des ventilateurs de grand diamètre.

Scénarios d'application typiques

Scénarios d'application	Principale problématique	Orientation de la solution
Transformateurs de puissance immergés dans l’huile de moyenne et grande puissance	Sous des charges élevées, la capacité de dissipation thermique du refroidissement naturel ONAN peut être insuffisante.	Intégrer un système à ventilation forcée permettant le fonctionnement en mode ONAF ou le passage à ce mode, conformément aux exigences de conception.
Postes électriques extérieurs à espace d’installation limité	L’emprise des radiateurs ne peut pas être augmentée indéfiniment, alors que la capacité de gestion thermique doit être accrue.	Intensifier les échanges thermiques côté air par unité d’espace d’installation, tout en coordonnant les dégagements, la ventilation et les espaces de maintenance.
Projets intégrant des ventilateurs de grand diamètre	La résistance insuffisante des supports existants limite le montage et le fonctionnement stables des hélices de plus grand diamètre.	Utiliser des tubes à paroi épaisse et des supports renforcés par soudage pour répondre aux besoins de soutien structurel des ventilateurs de grand diamètre.
Projets sensibles au bruit et aux vibrations	Les solutions à petites hélices tournant à grande vitesse peuvent générer davantage de bruit aérodynamique et de vibrations mécaniques.	Adopter une conception à ventilateurs de grand diamètre tournant à faible vitesse, à 720 tr/min, afin de concilier couverture du flux d’air et comportement en fonctionnement.

Valeur de la solution : une conception systémique pour une gestion thermique maîtrisée

Accroître la capacité de dissipation thermique

Le flux d’air forcé intensifie les échanges thermiques par convection côté air et constitue la base d’une capacité de dissipation thermique en mode ONAF supérieure à celle du refroidissement naturel par air.

Améliorer les conditions de maîtrise de l’échauffement

L’élargissement de la couverture du flux d’air et l’intensification de la circulation de l’air sur les radiateurs contribuent à améliorer la maîtrise de la température de l’huile et de l’échauffement des enroulements.

Concilier débit d’air, bruit et vibrations

L’association d’hélices de grand diamètre et d’une faible vitesse de rotation évite de dépendre uniquement de l’augmentation de la vitesse pour obtenir le débit d’air requis et contribue à équilibrer la couverture du flux d’air et le comportement en fonctionnement.

Optimiser l’utilisation d’un espace limité

Lorsque l’ajout de surfaces d’échange thermique est limité, la ventilation forcée constitue l’une des approches techniques permettant d’accroître la capacité de gestion thermique par unité d’espace d’installation.

Les moyens de TengQi Technology pour accompagner les projets

Jiangsu Tengqi Electric Power Technology Co., Ltd. s’appuie sur ses activités de recherche et développement, de conception et de fabrication intelligente de radiateurs à éléments, ainsi que sur ses services de gestion thermique. L’entreprise peut accompagner les besoins des fabricants de transformateurs, des entreprises EPC, des entreprises du secteur électrique et des clients des énergies nouvelles, en assurant la continuité entre conseil technique, recherche et développement, conception, sélection des produits, développement d’échantillons, fabrication sur mesure, validation de la qualité, approvisionnement en série et livraison mondiale. Les paramètres structurels précis, les exigences de performance, les contrôles et essais, les délais de livraison et les modalités de service du système de dissipation thermique ONAF doivent être définis sur la base des conditions techniques du projet, de la documentation produit et des éléments validés par les deux parties.

INGÉNIERIE ET FABRICATION

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