Системы охлаждения силовых трансформаторов

К баку трансформатора крепится термосифонный фильтр, за­полненный силикагелем или другим веществом, поглощающим продукты окисления масла. При циркуляции масла через фильтр происходит не­прерывная регенерация его.

Для контроля за работой трансформатора предусматриваются кон­трольно-измерительные и защитные устройства. К контрольным устрой­ствам относятся маслоуказатель и термометры. Маслоуказатель устана­вливается на расширителе, термометр — на крышке бака. К защитным устройствам относятся реле понижения уровня масла и газовое реле.

На мощных трансформаторах 330 — 750 кВ дополнительно применяют­ся устройства контроля изоляции вводов (КИВ) и манометры, контроли­рующие давление масла в герметичных вводах ВН.

Основные конструктивные узлы трансформаторов показаны на рис. 2.30.

При работе трансформатора происходит нагрев обмоток и магнитопровода за счет потерь энергии в них. Предельный нагрев частей транс­форматора ограничивается изоляцией, срок службы которой зависит от температуры нагрева. Чем больше мощность трансформатора, тем интен­сивнее должна быть система охлаждения.

Естественное воздушное охлаждение трансформаторов осуществляется путем естественной конвекции воздуха и частично луче­испускания в воздухе. Такие трансформаторы получили название «сухих». Условно принято обозначать естественное воздушное охлаждение при от­крытом исполнении С; при защищенном исполнении СЗ, при герметизиро­ванном исполнении СГ, с принудительной циркуляцией воздуха СД.

Допустимое превышение температуры обмотки сухого трансформатора над температурой охлаждающей среды зависит от класса нагревостойко-сти изоляции и согласно ГОСТ 11677 — 85 должно быть не больше: 60°С (класс А); 75°С (класс Е); 80°С (класс В); 100°С (класс F); 125°С (класс Н).

Данная система охлаждения малоэффективна, поэтому применяется для трансформаторов мощностью до 1600 кВ-А при напряжении до 15 кВ.

Естественное масляное охлаждение (М) выполняется для трансформаторов' мощностью до 16000 кВА включительно. В таких трансформаторах тепло, выделенное в обмотках и магнитопроводе, пере­дается окружающему маслу, которое, циркулируя по баку и радиаторным трубам, передает его окружающему воздуху. При номинальной нагрузке трансформатора температура масла в верхних, наиболее нагретых слоях не должна превышать +95°С (ПТЭ, §35.13).

Для лучшей отдачи тепла в окружающую среду бак трансформатора снабжается ребрами, охлаждающими трубами или радиаторами в зависи­мости от мощности.

Масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла (Д) применяется для более мощных трансфор­маторов. В этом случае в навесных охладителях из радиаторных труб по­мещаются вентиляторы (рис. 2.30). Вентилятор засасывает воздух снизу и обдувает нагретую верхнюю часть труб. Пуск и останов вентиляторов могут осуществляться автоматически в зависимости от нагрузки и темпе­ратуры нагрева масла. Трансформаторы с таким охлаждением могут рабо­тать при полностью отключенном дутье, если нагрузка не превышает 100% номинальной, а температура верхних слоев масла не более + 55°С, также при минусовых температурах окружающего воздуха и при темпера­туре масла не выше + 45 °С независимо от нагрузки (ПТЭ, § 35.10). Макси­мально допустимая температура масла в верхних слоях при работе с но­минальной нагрузкой + 95 °С.

Форсированный обдув радиаторных труб улучшает условия охлажде­ния масла, а следовательно, обмоток и магнитопровода трансформатора, что позволяет изготовлять такие трансформаторы мощностью до 80000 кВА.

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (ДЦ) применяется для трансформаторов мощностью 63000 кВА и более.

Охладители состоят из системы тонких ребристых трубок, обдуваемых снаружи вентилятором. Электронасосы, встроенные в маслопроводы, соз­дают непрерывную принудительную циркуляцию масла через охладители (рис. 2.31).

Благодаря большой скорости циркуляции масла, развитой поверхности охлаждения и интенсивному дутью охладители обладают большой тепло­отдачей и компактностью. Переход к такой системе охлаждения позво­ляет значительно уменьшить габариты трансформаторов.

Охладители могут устанавливаться вместе с трансформатором на одном фундаменте или на отдельных фундаментах рядом с баком трансформатора.

На рис. 2.32 показан однофазный автотрансформатор с системой охла­ждения ДЦ с выносными охладителями, связанными с баком маслопрово­дами. Бак колокольного типа с нижним разъемом.

В трансформаторах с направленным потоком масла (НДЦ)

интенсивность охлаждения повышается, что позволяет увеличить допу­стимые температуры обмоток.

Масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла (Ц) принципиально устроено так же, как систе­ма ДЦ, но в отличие от последнего охладители состоят из трубок, по ко­торым циркулирует вода, а между трубками движется масло.

Температура масла на входе в маслоохладитель не должна превышать + 70°С.

Чтобы предотвратить попадание воды в масляную систему трансфор­матора, давление масла в маслоохладителях должно превышать давление циркулирующей в них воды не менее чем на 0,02 МПа (2 Н/см²). Эта си­стема охлаждения эффективна, но имеет более сложное конструктивное выполнение и применяется на мощных трансформаторах (160 MB-А и бо­лее). Масляно-водяное охлаждение с направленным по­током масла (НЦ) применяется для трансформаторов мощностью 630 MB-А и более.

На трансформаторах с системами охлаждения ДЦ и Ц устройства принудительной циркуляции масла должны автоматически включаться одновременно с включением трансформатора и работать непрерывно неза­висимо от нагрузки трансформаторов. В то же время число включаемых в работу охладителей определяется нагрузкой трансформатора. Такие трансформаторы должны иметь сигнализацию о прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или об останове вентилятора.

Каждый трансформатор имеет условное буквенное обозначение, кото­рое содержит следующие данные в том порядке, как указано ниже:

1) число фаз (для однофазных — О; для трехфазных — Т);

2) вид охлаждения — в соответствии с пояснениями, приведенными
выше;

3) число обмоток, работающих на различные сети (если оно больше двух), для трехобмоточного трансформатора Т; для трансформатора с рас­щепленными обмотками Р (после числа фаз);

4) буква Н в обозначении при выполнении одной из обмоток с устрой­ством РПН;

5) буква А на первом месте для обозначения автотрансформатора.
За буквенным обозначением указывается номинальная мощность,

кВА; класс напряжения обмотки (ВН); климатическое исполнение и кате­гория размещения по ГОСТ 15150-69* и ГОСТ 15543-70*.

Например, ТДТН-16000/110-У 1 — трехфазный трансформатор с систе­мой охлаждения Д, трехобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой, номинальной мощностью 16000 кВА, напряжением ВН 110 кВ; климатическое исполнение У (умеренный климат); категория раз­мещения 1 (на открытом воздухе).

Дата добавления: 2014-01-07