Системы охлаждения силовых трансформаторов

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.

Ниже приводится краткое описание систем охлаждения транс­форматоров.

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 нагревостойкости 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).

Естественное масляное охлаждение (М) выпол­няется для трансформаторов мощностью до 16000 кВ-А включи­тельно (рис. 2.18, а). В таких трансформаторах теплота, выделенная в обмотках и магнитопроводе 2 (выемная часть), передается окру­жающему маслу, которое, циркулируя по баку 1 и радиаторным трубам 3 (охлаждающая поверхность), передает его окружающему воздуху. При номинальной нагрузке трансформатора температура масла в верхних, наиболее нагретых слоях не должна превышать 95°С(ПТЭ, п. 5.3.12).

Охладители 7 состоят из системы тонких ребристых трубок, обдуваемых снаружи вентилятором 8. Электронасосы 6, встроен­ные в маслопроводы, создают непрерывную принудительную цир­куляцию масла через охладители (рис. 2.18, в).

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.

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 маслоотделитель не должна пре­вышать 70 °С.

На трансформаторах с системами охлаждения ДЦ и Ц устрой­ства принудительной циркуляции масла должны автоматически иключаться 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 коды или об останове вентилятора.

Следует отметить, что в настоящее время ведутся разработки новых конструкций трансформаторов с обмотками, охлаждаемы­ми до очень низких температур. Металл при низких температурах обладает сверхпроводимостью, что позволяет резко уменьшить се­чение обмоток. Трансформаторы с использованием принципа сверх­проводимости (криогенные трансформаторы) будут иметь малую транспортировочную массу при мощностях 1000 MB-А и выше.

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

Рис. 2.18. Системы охлаждения трансформаторов:

а — типа М; б — типа Д; в — типа ДЦ; / — бак; 2 — выемная часть; 3 — охлаждающая поверхность; 4 — коллектор; 5 — трубчатый радиатор; 6 — элект­ронасос; 7 — охладители; 8 — вентиляторы