지난 7월, 피닉스의 한 계약자는 더운 첫 주부터 60% 부하에서 권선 온도 경보를 작동시키는 약 2,000kVA 건식 장치에 대해 우리에게 전화를 걸었습니다. 변압기가 깨끗한지 테스트되었습니다. 그 방에는 24인치 루버 2개가 있는 컨테이너 스타일의 전기 주택이 있었는데, 그 중 하나는 사막 먼지로부터 폼으로 밀봉되었습니다.
그 부르심이 이 글이 존재하는 이유입니다.건식 변압기 설치간격, 케이블 굽힘 반경 및 지진 앵커에 대한 검토를 받지만 공기에 대한 검토는 거의 없습니다. 그런 다음 문이 닫히고 장치가 작동하며 유일한 냉각 매체인 실내 공기가 가열되기 시작합니다.
대부분의 구매자가 놓치는 부분은 다음과 같습니다. 건식 변압기에는 직접 돌아다니며 검사할 수 있는 냉각 시스템이 함께 제공되지 않습니다. 객실과 함께 제공됩니다.
코일이 아닌 실내에서 건식 변압기 설치가 실패하는 이유
기름에 잠긴 장치는 손실을 기름으로 보낸 다음 일반적으로 실외의 라디에이터로 보냅니다. 에이주조 수지 변압기라디에이터가 없습니다. 권선은 캡슐화되고 인클로저는 환기되며 모든 킬로와트의 손실은 코어와 코일을 지나 이동하는 공기로 배출됩니다. 그 공기는 방열판이고 그 온도는 공장에서 제어할 수 없는 등급의 변수 중 하나입니다.
IEEE C57.12.01은 최대 주변 온도 40도, 220도 절연 시스템의 150도 상승 설계의 경우 정격 부하에서 평균 권선 상승이 150K라는 기준을 설정합니다. 계약서에 따르면 40도 공기 유입 및 150K 상승이 허용됩니다. 첫 번째 숫자를 변경하면 두 번째 숫자가 더 이상 적용되지 않습니다. 52도 실내에서 권선은 동일한 전류에서 약 12K 더 뜨겁게 작동하며 가장 뜨거운 지점은 절연 시스템이 평가된 한계를 향해 이동합니다. 그 숫자를 매기는 방법은 건식 장치의 가장 뜨거운 지점 온도에 대한 IEEE 가이드이며, 모든 온도 상승 수치 뒤에 있는 테스트 코드는 2026년 9월에 개정되었습니다.
두 문서 모두 제출 서류 옆에 보관할 가치가 있습니다.건식 변압기에 대한 IEEE C57.12.91-2026 테스트 코드그리고IEEE C57.134-2024 가장 인기 있는 장소 가이드. 어느 쪽도 당신을 위해 루버의 크기를 정하지는 않지만 방이 뜨거울 때 리뷰어가 사용하는 기초가 됩니다.
1단계: kVA가 아닌 명판에서 손실을 읽습니다.
필요한 숫자는 2,000kVA가 아닙니다. 이는 실제로 예상되는 부하에서의 총 손실(킬로와트)이며 이미 명판에 두 부분으로 표시되어 있습니다. 무부하 손실은 코어에 전원이 공급되는 순간 고정됩니다. 부하 손실은 전류의 제곱에 따라 달라지므로 절반 부하에서는 정격 수치의 1/4입니다.
일반적인 2,000kVA 장치를 예로 들면, 정격 전류에서 3.1kW 무부하 손실과 16.9kW 부하 손실이 있습니다. 이는 최대 부하 시 열 방출량 20.0kW, 즉 약 68,000BTU/h이며, 이는 기계 엔지니어에게 필요한 수치입니다.
| 부하율 | 부하 손실(kW) | 무부하 손실(kW) | 실내 난방(kW) | 실내 난방(BTU/h) |
| 0%(통전, 무부하) | 0.0 | 3.1 | 3.1 | 10,600 |
| 50% | 4.2 | 3.1 | 7.3 | 24,900 |
| 75% | 9.5 | 3.1 | 12.6 | 43,000 |
| 100% | 16.9 | 3.1 | 20.0 | 68,200 |
누가 그 테이블을 루버 공급업체에 가져가기 전에 두 가지 수정 사항이 있습니다. 첫째, 부하 손실은 테스트 보고서에 명시된 기준 온도(일반적으로 75도 또는 85도)에서 인용됩니다. 실제 작동 온도에서는 권선 저항이 더 높고 손실도 크기 때문에 명판 그림을 바닥으로 취급하십시오. 둘째, 방에는 변압기만 보이는 것이 아니다. 중전압 스위치기어, 버스웨이, VFD 라인업 및 조명은 모두 동일한 볼륨으로 열을 거부하며, 라인업에서는 일반적으로 HVAC 계약자에게 숫자를 전달하기 전에 이웃을 위해 5~15kW를 추가합니다.
2단계: 킬로와트를 CFM으로 변환
기류 계산은 한 줄의 산술입니다. 영국식 단위로 BTU/h는 1.08배 CFM에 기온 상승(F)을 곱한 것과 같습니다. 따라서 CFM은 kW를 F도 상승으로 나눈 3,160배와 같습니다. 미터법으로 초당 입방 미터는 kW를 K 상승의 1.206배로 나눈 것과 같습니다.변압기실 환기크기를 조정하고 손실 수치를 얻은 후 5분 정도 걸립니다.
20kW 장치의 경우 10°F(5.6K) 실내 상승에는 약 6,320CFM이 필요하고, 15°F 상승에는 4,210CFM, 20°F 상승에는 3,160CFM이 필요합니다. 어떤 것을 사용할 수 있는지는 선호도가 아닌 설계 실외 온도에 따라 결정됩니다. 공기가 외부에서 직접 유입되는 경우 감당할 수 있는 온도는 40도에서 설계 주변 온도를 뺀 온도입니다. 43도의 Phoenix 설계일에는 아무 것도 남지 않습니다. 실외 공기만 있는 방은 40도 기준을 전혀 유지할 수 없습니다. 이것이 바로 사막 지역이 기계적 냉각을 추가하거나 문서화된 정격 감소를 허용하는 이유입니다. 32도 디자인 주변 환경을 갖춘 오하이오의 한 사이트는 작업할 수 있는 8K를 가지며 실외 공기만으로 머물 수 있습니다.
| 실내 공기 상승 | 20kW(CFM)용 공기 흐름 | 500fpm(평방피트)의 여유 공간 | 45% 여유 공간(평방피트)의 공칭 루버 면적 |
| 화씨 10도(5.6K) | 6,320 | 12.6 | ~28 |
| 화씨 15도(8.3K) | 4,210 | 8.4 | ~19 |
| 화씨 20도(11.0K) | 3,160 | 6.3 | ~14 |
이제 대부분의 공간을 침몰시키는 디테일입니다. 루버는 공칭 크기로 판매되지만 공기는 일반적으로 공칭 크기의 45~50%인 자유 영역을 통해서만 이동합니다. 2개의 24 x 24인치 루버는 공칭 공간이 8평방피트이고 여유 공간이 약 3.6평방피트이며, 500fpm에서 1,800CFM을 통과합니다. 첫 단락의 Phoenix 룸에는 6,320 CFM이 필요했고 필요한 여유 공간의 약 1/3이 필요했습니다. 변압기는 결코 문제가 되지 않았습니다.
구제 경로에도 동일한 논리가 적용됩니다. 들어오는 공기는 천장의 뜨거운 층이 빠져나갈 수 있도록 방의 반대편에 있는 최소한 동일한 여유 공간의 개구부를 통해 높고 낮은 경로로 나가야 합니다. 도어 언더컷과 케이블 관통부는 완화 경로가 아니며 폐쇄형 방화 댐퍼도 마찬가지입니다.
이 점에서 코드 위치는 의도적으로 도움이 되지 않습니다. 섹션 450.9NFPA 70 국가 전기 코드변압기 냉각에 적합한 환기가 필요하며 CFM이나 온도 상승 없이 거기서 멈춥니다. 이는 실수가 아닙니다. 적절함은 손실, 설계 주변 환경 및 공간에 따라 달라지며, 이것이 바로 숫자가 코드북이 아닌 프로젝트에서 나와야 하는 이유입니다.
팬 냉각으로 용량 추가 및 열 추가
많은 구매자가 팬 냉각 등급에 대해 비용을 지불합니다. 팬이 작동하는 경우 동일한 코어, 2,000kVA 기본 및 2,500kVA의 여유 용량처럼 보이기 때문입니다. 방이 그 비용을 지불합니다. 부하 손실은 전류 제곱에 따라 확장되므로 팬 정격에서 부하 손실은 16.9kW에서 약 26.4kW로 증가하고 팬 모터는 대략 1.5kW를 추가합니다. 열 제거율은 20kW에서 약 31kW로 증가하며, 공기 흐름이 55% 증가하고 kVA가 25% 더 늘어납니다. 환기 크기가 기본 등급에 맞게 조정된 경우 팬이 시작되는 날은 실내가 과열되는 날입니다.
조화 부하는 동일한 방식으로 동작합니다. 비정현파 전류는 60Hz 값을 훨씬 넘는 권선 와류 손실을 높이며, K 등급 또는 정격 감소 장치는 여전히 같은 공간으로 추가 열을 거부합니다. 변압기가 VFD 라인업과 공간을 공유하는 경우 드라이브는 부분 부하에서 변압기보다 열원이 더 큰 경우가 많으며 누구도 이를 루버 계산에 포함하지 않습니다.
굶주린 방이 권선에 미치는 영향
증상은 예측 가능한 순서로 나타납니다. 권선 센서는 부분 부하에서 공장 테스트 곡선보다 더 높게 판독됩니다. 권선 계전기의 경보 단계는 오후에 울리기 시작하고 밤새 재설정됩니다. 그런 다음 주변 환경이 변경되었기 때문에 부하가 변경되지 않은 날에 장치가 작동합니다.
피해는 경보보다 느립니다. 절연체 열 노화는 정격 핫스팟보다 6~8K 높을 때마다 대략 두 배씩 증가하므로 추가 실내 온도 12K는 12K 문제가 아니라 서비스 수명 문제입니다. 주조 수지는 고장 모드를 하나 더 추가합니다. 열 순환으로 인해 캡슐이 깨지고, 균열이 부분 방전 지점이 되며, 주조 권선 내부의 부분 방전이 저절로 치유되지 않습니다. 장치는 계속 작동하고 테스트가 점점 더 악화되며 아무도 선택하지 않은 순간에 실패합니다.
하나에건식 변압기 설치우리는 텍사스에서 3개의 1,500kVA 장치가 1제곱미터의 루버가 있는 12x6미터 크기의 방을 공유한다는 연락을 받았습니다. 세 번째 여름이 되자 유닛은 자체 와인딩 보호 기능을 통해 명판의 약 80% 정도에 고정되었습니다. 수정은 새로운 변압기가 아니 었습니다. 14평방피트의 추가 여유 공간과 릴리프 댐퍼가 이틀 만에 설치되었습니다.
사양에 넣을 내용
사양을 작성하거나 제출물을 검토하는 경우 장치가 제작되기 전에 다음 6가지 항목이 공기 측면을 해결합니다.
• 예상 부하에서의 손실, 명판뿐만 아니라 견적서의 무부하 및 부하 손실과 기준 온도가 명시되어 있습니다.
• 방 내부의 분위기를 디자인하세요, 지역 설계 건구에서 가져온 값과 지붕을 통한 태양열 획득량을 합한 것입니다.
• 팬 평가 사용 여부, 그렇다면 그에 따른 손실 수치도 더 높아집니다.
• 타겟 룸 상승, 일반적으로 5~8K로 CFM을 설정합니다.
• 루버 무료 구역, 공칭 크기가 아닌 평방 피트 단위, 그림에 표시된 릴리프 경로 포함.
• 권선 온도 경보 및 트립 설정, 시운전 시트에 기록되어 있으므로 첫 번째 여름은 놀라운 일이 아닙니다.
변압기실 환기크기 조정은 전기 계약자가 결코 찾지 않는 기계 세트뿐만 아니라 변압기 일정 옆의 전기 도면 세트에 속합니다. 장쑤에 있는 우리 공장은 180개 이상의 주요 장비 세트와 37개의 특허를 갖춘 120,000평방미터의 생산 공간을 운영하고 있으며, 모든 건식 견적에는 로드 포인트당 손실 데이터가 남습니다. 왜냐하면 이것이 룸 설계에 필요한 입력이기 때문입니다. 2023년부터 Eaton 합작 투자 파트너로서 우리는 어떤 질문이 먼저 나오는지 알 수 있을 만큼 북미 제출 리뷰를 자주 살펴봅니다.
임피던스인 경우는 거의 없습니다. 미국 계약자가 우리에게 RFQ를 보낼 때주조 수지 변압기, 우리 엔지니어들은 탭 범위를 요청하기 전에 방 도면을 요청하는 방법을 배웠습니다. 작은 방의 2,000kVA 장치는 보증 청구가 첨부된 1,600kVA 장치이기 때문입니다.
장치와 함께 공기를 주문하십시오
건식 변압기 설치일반적으로 하나의 계약으로 허용되고 없음으로 검토되는 두 분야의 직업입니다. 전기 패키지는 방이 환기된다고 가정하고 기계 패키지는 변압기가 공냉식이므로 다른 사람의 문제라고 가정하여 소유자는 7월에 이를 알게 됩니다.
수정에는 설계 단계에서는 거의 비용이 들지 않으며 이후에는 상당한 비용이 듭니다. 다음 문의 시 객실 크기와 디자인 주변 환경을 다음으로 보내주세요.라이언-transformers.com, 손실 테이블, 기류 수치 및 루버 면적을 견적과 함께 반환하므로 기계 시공업체는 명판 대신 실제 숫자를 기준으로 크기를 결정합니다.
저자 소개
이 기사는 중국 장쑤성의 변압기 제조업체인 Ryan Electric의 엔지니어링 팀이 작성했으며 북미, 중동, 동남아시아 및 아프리카 전역의 유틸리티, 데이터 센터 및 산업 프로젝트를 위한 UL, cULus, CSA 및 IEC 인증 건식 및 오일 침지 변압기를 제작하고 있습니다.
