Transformateurs remplis d'huile de 800 kVA : mise à niveau du système de refroidissement d'ONAN vers ONAF

Désignations de refroidissement dans la série CEI 60076

Les modes de refroidissement du transformateur sont désignés par quatre lettres. ONAN signifie Oil Natural, Air Natural : l'huile circule par convection naturelle et la chaleur est diffusée dans l'air ambiant sans aucun ventilateur. ONAF signifie Oil Natural, Air Forced : l'huile circule toujours naturellement, mais des ventilateurs soufflent de l'air à travers les radiateurs pour augmenter le transfert de chaleur. Le système de désignation est défini dans la CEI 60076-1, et les limites d'augmentation de température-pour chaque mode de refroidissement sont données dans la CEI 60076-2. Pour un transformateur de distribution à huile typique de 800 kVA, ONAN est le mode standard, et la même conception de réservoir peut souvent accepter une mise à niveau ONAF en ajoutant des groupes de ventilateurs sur les radiateurs.

Ce qu'une mise à niveau ONAF change réellement

L'air pulsé augmente le coefficient de transfert de chaleur par convection à la surface du radiateur. Pour une charge donnée, la température supérieure-de l'huile et la température du point chaud de l'enroulement-sont réduites, ou bien le transformateur peut supporter une charge plus élevée avec la même augmentation de température. En pratique, l'ajout de ventilateurs à une unité ONAN conçue avec une marge de radiateur suffisante peut augmenter la capacité thermique continue d'environ 20 à 30 % sous ONAF. C'est pourquoi certaines plaques signalétiques de transformateurs portent des valeurs doubles, par exemple 800 kVA ONAN / 1 000 kVA ONAF.

Il est important d'être précis sur les limites : adapter des ventilateurs à une unité de 800 kVA ne la transforme pas en transformateur de 1600 kVA. La valeur nominale de la plaque signalétique est une valeur de conception basée sur la section transversale de l'enroulement-, la densité de courant du conducteur, l'impédance et la surface de refroidissement. Une mise à niveau du ventilateur offre une marge de surcharge supplémentaire et peut permettre une double classification uniquement si le fabricant a conçu et vérifié l'unité à cet effet. Supposer que la capacité peut être doublée en ajoutant des ventilateurs est un malentendu courant et coûteux.

Composants d'un système ONAF

Ventilateurs axiaux montés sous ou à côté des rangées de radiateurs, généralement alimentés en 380 V ou 220 V.

Thermostats ou contrôleurs de température qui allument les ventilateurs lorsque la température supérieure-de l'huile atteint le point de consigne, par exemple 55 degrés, et s'éteignent lorsqu'elle descend à 45 degrés.

Panneaux de commande de ventilateurs avec modes manuel et automatique, protection contre les défauts de phase et relais de surcharge thermique.

Persiennes ou volets sur les enceintes ventilées naturellement afin que l'air forcé soit dirigé à travers les radiateurs.

Goulottes de câblage et conduits étanches pour installations extérieures, avec circuit de ventilateur protégé séparément de la protection du transformateur principal.

Règles de fonctionnement pour une mise à niveau fiable

Le fonctionnement à température-contrôlée est préférable au fonctionnement continu des ventilateurs : un fonctionnement continu consomme de l'énergie, réduit la durée de vie du ventilateur et peut trop-refroidir l'huile par temps froid, ce qui n'est pas nocif mais inutile. Le contrôleur doit utiliser la température supérieure-de l'huile mesurée par une sonde calibrée dans la poche d'huile. La redondance est importante : une seule panne de ventilateur devrait déclencher une alarme, car l'unité peut alors fonctionner au-delà de sa capacité ONAN pendant une journée chaude. L'alimentation électrique du ventilateur doit être sauvegardée si le transformateur fait partie d'un processus critique, et la charge auxiliaire supplémentaire doit être incluse dans le budget d'alimentation auxiliaire de la station.

Scénarios d'application

Le mode ONAF est particulièrement utile lorsque le profil de charge présente de forts pics quotidiens ou saisonniers : pics de production diurnes, charge de climatisation en été-ou commutation d'urgence où le réseau doit temporairement transporter plus que la puissance normale. Une unité à double-offre une flexibilité à l'opérateur sans les dépenses d'un transformateur plus gros qui fonctionne à faible charge pendant la majeure partie de l'année. Cependant, pour les charges lourdes continues, une unité ONAN correctement dimensionnée ou une puissance nominale plus élevée est la bonne solution plutôt que de compter sur des ventilateurs.

Vérification et documentation

Lorsqu'un double classement ONAN/ONAF est spécifié, le test d'augmentation de température-conformément à la norme CEI 60076-2 doit être effectué dans les deux modes, et la plaque signalétique doit indiquer les deux classements avec leurs modes de refroidissement. L'acheteur doit demander le rapport d'essai de chauffage ONAF, le schéma de contrôle des ventilateurs et le niveau sonore garanti, car les ventilateurs augmentent le bruit audible de l'installation du transformateur.

FAQ

Puis-je ajouter des ventilateurs à n'importe quel transformateur à huile-de 800 kVA ?

Mécaniquement oui dans la plupart des cas, mais la capacité de surcharge qui en résulte dépend de la surface du radiateur, de la résistance du réservoir et de la conception du bobinage. Seul le fabricant peut confirmer si une double classification est valide pour une unité spécifique.

L'ONAF double-t-il la capacité du transformateur ?

Non. Une mise à niveau du ventilateur ajoute généralement 20 à 30 % de marge thermique. Doubler la capacité nécessiterait une conception de bobinage et de refroidissement complètement différente.

Quand les ventilateurs doivent-ils commencer et s’arrêter ?

Les points de consigne typiques sont une température de démarrage de 55 degrés et une température d'arrêt de 45 degrés sur la température supérieure de l'huile-, réglables en fonction des conditions du site et confirmés auprès du fabricant.

Le refroidissement à air forcé-augmente-t-il le niveau sonore ?

Oui. Les ventilateurs ajoutent du bruit aérien et le niveau sonore de l'installation complète doit être vérifié par rapport aux limites du site, en particulier dans les zones résidentielles ou commerciales.

L'ONAF est-il adapté à un fonctionnement continu à pleine charge ?

Cela peut être le cas si l'unité est double-et que le test de chauffage-en mode ONAF confirme l'augmentation de la température. Sinon, traitez ONAF comme un mode de support de surcharge ou de pointe-.

En résumé, la conversion d'un transformateur à huile-de 800 kVA d'ONAN à ONAF est un moyen pratique d'obtenir une marge thermique pour les charges de pointe, mais la mise à niveau doit être conçue, vérifiée et documentée dans les limites de la norme CEI 60076-2 plutôt que d'être supposée à partir du seul nombre de ventilateurs.