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 путем лучеиспускания в воздухе. Такие трансформаторы получили название «сухих». Условно принято обозначать естественное охлаждение трансформаторов при открытом исполнении ‒ С (рис. 2.22, а), при защищенном исполнении ‒ СЗ (рис. 2.22, в), с литой изоляцией – ТСЛ (рис. 2.22, б).

 

Допустимое превышение температуры обмотки сухого трансформатора над температурой охлаждающей среды зависит от класса нагревостойкости изоляции и должно быть не больше 60‒125°С. Данная система охлаждения малоэффективна, поэтому она применяется для трансформаторов мощностью до 1600 кВА при напряжении до 15 кВ.

Естественное масляное охлаждение (М) выполняется для трансформаторов мощностью до 16 000 кВА включительно (рис. 2.23). 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.

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

Масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла (Д) применяется для мощных трансформаторов. В этом случае в навесных охладителях из радиаторных труб помещаются вентиляторы. 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, а также при минусовых температурах окружающего воздуха и при температуре масла не выше 45°С независимо от нагрузки. При работе трансформатора с номинальной нагрузкой максимально допустимая температура масла в верхних его слоях должна быть не выше 95°С.

Форсированный обдув радиаторных труб улучшает условия охлаждения масла, а, следовательно, обмоток и магнитопровода трансформатора, что позволяет изготовлять такие трансформаторы мощностью до 80 МВА.

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (ДЦ) применяется для трансформаторов мощностью 63 000 кВА и более (рис. 2.25). Такие охладители состоят из системы тонких ребристых трубок, обдуваемых снаружи вентилятором.

 

 

Электронасосы, встроенные в маслопроводы, создают непрерывную принудительную циркуляцию масла через охладители (рис. 2.26).

 

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.

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. 2.27. показана трёхфазная группа из однофазных автотрансформаторов с системой охлаждения ДЦ с выносными охладителями, связан ными с баком маслопроводами. Бак колокольного типа с нижним разъемом.

 

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

‒ буква А на первом месте применяется для обозначения автотрансформаторов;

‒ буква на втором месте обозначает число фаз (для однофазных ‒ О; для трехфазных ‒ Т);

‒ буква на третьем месте обозначает вид охлаждения ‒ в соответствии с пояснениями, приведенными выше;

‒ буква на четвертом месте обозначает число обмоток, работающих на различные сети (если оно больше двух), для трехобмоточного трансформатора ‒ Т; для трансформатора с расщепленными обмотками ‒ Р (после числа фаз.);

‒ буква Н обозначает, что одна из обмоток выполнена с устройством РПН;

За буквенным обозначением указываются: номинальная мощность (кВА); класс напряжения обмотки ВН; климатическое исполнение и категории размещения.

Например, ТДТН-16000/110-У1 ‒ трехфазный трансформатор с системой охлаждения Д, трехобмоточный, с устройством регулирования напряжения типа РПН, номинальной мощностью 16000 кВА, номинальным напряжением ВН 110 кВ; для умеренного климата, категория размещения – 1 (на открытом воздухе).