Системы охлаждения силовых трансформаторов

Нормальная продолжительная безаварийная работа силовых трансформаторов обеспечивается при условии контроля и соблюдения допустимых пределов различных параметров, одним из которых является температурный режим. Соблюдение температурного режима в пределах установленных для того или иного типа трансформатора норм обеспечивается специально предусмотренными системами охлаждения. Рассмотрим, какие бывают системы охлаждения силовых трансформаторов.

Охлаждение типа С, СГ, СЗ, СД

Буква С в маркировке показывает, что силовой трансформатор сухой – то есть в нем не предусмотрено использование трансформаторного масла для охлаждения. В данном случае обмотки и магнитопровод трансформатора охлаждаются естественной циркуляцией воздуха. Существуют модификации данной системы охлаждения: СГ – герметичное исполнение, СЗ – защищенный корпус.

Возможно наличие принудительной циркуляции воздуха на корпус трансформатора – это охлаждение системы СД.

Системы охлаждения С и их модификации характеризуются низкой эффективностью, поэтому применяются на трансформаторах малой мощности, как правило, до 1,6 МВ*А класса напряжения 6 и 10 кВ.

На трансформаторы данной системы охлаждения монтируются датчики температуры для возможности контроля температуры по каждой из фаз трансформатора.

Более мощные трансформаторы требуют более производительной системы охлаждения – масляной. Масло обеспечивает более эффективный отвод тепла от обмоток и магнитной системы трансформатора, обеспечивая их равномерное охлаждение.

Система охлаждения М предусматривает естественную циркуляцию масла в баке трансформатора. Тепло масла передается баку трансформатора, который охлаждается окружающим воздухом. Данная система охлаждения не предусматривает принудительной циркуляции воздуха.

Для более эффективного охлаждения на баке трансформатора устанавливаются радиаторы, состоящие из ребер или труб, по которым осуществляется циркуляция масла.

Система охлаждения М используется на силовых трансформаторах номинальной мощностью до 16 МВ*А. Отсутствие дополнительных устройств в конструкции трансформаторов данной системы охлаждения упрощает их эксплуатацию.

Обслуживающему персоналу необходимо лишь проверять уровень масла и температуру его верхних слоев. Уровень масла должен примерно соответствовать среднесуточной температуре окружающей среды с учетом нагрузки трансформатора (это актуально для всех типов охлаждения). Температура верхних слоев масла трансформаторов с охлаждением М и Д не должна превышать 95 град.

На рисунке ниже показан трехфазный двухобмоточный трансформатор с естественным масляным охлаждением (с естественной циркуляцией масла) серии ТМ-250/6-10-66 мощностью 250 кВа, предназначенный для преобразования переменного трехфазного тока напряжением 6 — 10 кВ на стороне ВН, на стороне НН 0,23; 0,40; 0,69 кВ как для внутренней, так и для наружной установки.

Силовой серии TM-250/6-10 с термосифонным фильтром для непрерывной очистки масла: 1 — катки; 2 — болт заземления; 3 — бак; 4 — съемные радиаторные охладители; 5 — крышка; 6 — селикогелевый воздухоосушитель; 7 — расширитель с маслоуказателем; 8 — выводы BH; 9 — выводы НН; 10 — ртутный термометр; 11 — пробка для заливки и взятия проб масла; 12 — переключатель; 13 — пробивной предохранитель; 14 — термосифонный фильтр очистки для непрерывной масла.

Система охлаждения трансформатора Д – с дутьем и естественной циркуляцией масла. Трансформаторы данной системы охлаждения конструктивно имеют вентиляторы обдува, устанавливаемые в навесные радиаторы, по которым циркулирует трансформаторное масло.

Обдув трансформатора данной системы охлаждения включается при достижении температуры верхнего слоя трансформаторного масла 55 и более град., либо при достижении номинальной нагрузки трансформатора, не зависимо от температуры масла. Система охлаждения Д является более эффективной и используется для трансформаторов номинальной мощностью 16-80 МВ*А.

Системы охлаждения ДЦ, НДЦ

Система охлаждения ДЦ отличается от системы Д наличием принудительной циркуляции масла. Вентиляторы обдува, как и в системе Д охлаждают радиаторные трубы. По радиаторным трубам непрерывно циркулирует трансформаторное масло, которое перекачивается электрическими насосами, встроенными в маслопроводы бака трансформатора.

Быстрая циркуляция масла по радиаторам и их обдув обеспечивают высокую теплоотдачу. Благодаря данной системе охлаждения значительно снижены габариты силового трансформатора (автотрансформатора) и увеличена их номинальная мощность до пределов 63-160 МВ*А.

Принудительная циркуляция масла позволяет отойти от традиционной конструкции трансформаторов — бак трансформатора и охладитель могут стоять раздельно, соединенные между собой маслопроводами.

В отличие от охлаждения типа Д, вентиляторы обдува охлаждения ДЦ должны быть всегда включены в работу вместе с насосами принудительной циркуляции масла. В случае отключения одной из систем охлаждения трансформатор не может находиться в работе.

НДЦ отличается от охлаждения ДЦ наличием направленного потока масла, что позволяет повысить эффективность охлаждения и соответственно увеличить мощность трансформатора, не изменяя его размер.

Трансформаторы и автотрансформаторы мощностью от 160 МВ*А оборудуются системами охлаждения типа Ц. Это охлаждение масляно-водяное, по радиаторам трансформатора осуществлена циркуляция не только масла, но и воды.

Вода принудительно циркулирует по трубкам охлаждающего устройства, между которыми, в свою очередь, циркулирует трансформаторное масло. Перед входом в охладитель монтируются специальные датчики температуры для контроля температуры циркулируемого масла, которая не должна превышать 70 град.

Устройства принудительной циркуляции масла и воды должны быть всегда в работе, не зависимо от температуры и нагрузки, они должны включаться в работу автоматически одновременно с подачей напряжения на трансформатор (автотрансформатор).

При наличии конструктивно нескольких охладительных устройств, количество их одновременного включения в работу определяется величиной нагрузки и температурой охлаждающей среды — трансформаторного масла.

Данная система охлаждения одна из наиболее эффективных систем, но ее основным недостатком является сложность конструктивного исполнения и эксплуатации.

Для трансформаторов (автотрансформаторов) мощностью от 630 МВ*А применяется более эффективная масляно-водяная система охлаждения с направленным потоком масла — НЦ.

Охлаждение трансформаторов в закрытых камерах

В закрытых камерах, закрытых трансформаторных подстанциях, где расположены силовые трансформаторы, должна быть предусмотрена система вентиляции, которая обеспечивает нормальную работу трансформаторов во всех нормированных режимах.

Помещение, в котором расположен силовой трансформатор, должно быть спроектировано таким образом, чтобы в процессе эксплуатации трансформатор не подвергался перегреву, что обеспечивается при наличии достаточной внутренней площади в помещении, а также наличию эффективной системы вентиляции.

Особое внимание уделяется трансформаторам системы охлаждения С, которые охлаждаются естественной циркуляцией воздуха. В камерах трансформаторов данного типа устанавливается принудительная вентиляция, осуществляющая циркуляцию воздуха для более эффективного охлаждения.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Охлаждающие устройства масляных трансформаторов — Автоматическое управление принудительным воздушным охлаждением

Содержание материала

21. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТРАНСФОРМАТОРОВ С РАДИАТОРНЫМИ БАКАМИ
Трансформаторы с дутьевым охлаждением снабжаются устройством для автоматического управления дутьем, т. е. автоматическим пуском и остановкой электродвигателей вентиляторов. Для этой цели служит так называемый шкаф АД-2. Применяются два способа включения дутья: 1) тогда, когда ток нагрузки трансформатора достигает номинального значения, и 2) когда температура верхних слоев масла достигает 55°С. При снижении температуры верхних слоев масла до 50°С и если ток нагрузки при этом меньше номинального, дутье отключается. Температурным датчиком системы автоматического управления дутьем служит термометрический сигнализатор типа ТС-100 (рис. 45), который устанавливается на баке трансформатора.

Рис. 45. Термометрический сигнализатор типа ТС-100.

Включение электродвигателей вентиляторов при повышении температуры верхних слоев масла в трансформаторе (способ 2) осуществляется при помощи контактов термометрического сигнализатора ТС-100, красная стрелка которого установлена на отметке 55° С шкалы прибора. Отключение электродвигателей вентиляторов происходит после снижения температуры верхних слоев масла до 50° С. На этой отметке шкалы установлена желтая стрелка прибора. При совпадении основной стрелки с концом желтой стрелки, т. е. при достижении температуры масла 50° С (и если при этом ток нагрузки не достигает номинального значения), замыкается контакт ТСЖ (рис. 46). Включения дутья еще не происходит, потому что разомкнуты контакты красной стрелки ТСК, а следовательно, через обмотку реле времени РВ не проходит ток и контакты РВ 15—16 разомкнуты. Это значит, что обмотка магнитного пускателя ПМ не получает питание и контакты ПМ разомкнуты.
При совпадении основной стрелки прибора с концом красной стрелки, т. е. при достижении температуры 55° С замыкается контакт сигнализатора ТСК. Обмотка реле времени РВ получает питание, и замыкаются контакты реле 15—16 и 7—8. Обмотка пускателя ПМ также оказывается под током, контакты пускателя замыкаются, и дутье включается.

Рис. 46. Схема автоматического управления дутьем (в упрощенном виде).
А, В, С — сторона питания; А’, В’, С — к электродвигателям; ТС — термометрический сигнализатор; ТСК — контакт красной стрелки; ТСЖ — контакт желтой стрелки; УП — универсальный пускатель; ПМ — магнитный пускатель (катушка и главные замыкающие контакты); 1РГ°, 2РТ° — тепловые реле (нагревательные элементы и размыкающие контакты с защелкой и ручным возвратом); РВ — реле времени (катушка и замыкающие контакты); РТ — токовое реле (заводом не поставляется).

При снижении температуры до величины, меньшей 55° С, но больше 50° С, размыкается контакт термосигнализатора ТСК, но дутье еще не отключается, так как благодаря замкнутым контактам термосигнализатора ТСЖ реле времени РВ продолжает получать питание, контакты этого реле 7—8 также замкнуты, а поэтому обмотка магнитного пускателя ПМ находится под током и, следовательно, контакты пускателя замкнуты. При снижении температуры масла ниже 50°С размыкается контакт термосигнализатора ТСЖ, обмотка реле РВ теряет питание, контакты 15—16 и 7—8 размыкаются, цепь питания обмотки магнитного пускателя ПМ разрывается, контакты ПМ размыкаются и дутье отключается.
Схема управления дутьем по току (способ /) работает следующим образом.
При токе нагрузки трансформатора меньше номинального контакты 17—18 реле тока разомкнуты и дутье выключено, если не произошло включения дутья вследствие повышения температуры верхних слоев масла в трансформаторе. При токе, равном номинальному току нагрузки трансформатора, реле тока срабатывает, замыкаются контакты 17—18 реле тока и обмотка реле времени РВ получает питание. Если по истечении выдержки времени ток не снизится, контакты 15—16 и 7—8 этого реле замкнутся и обмотка магнитного пускателя ПМ получит питание. Контакты пускателя замкнутся и включат дутье.
При снижении тока нагрузки трансформатора до величины, меньшей номинального тока, контакты реле тока разомкнутся и произойдет отключение дутья.
Обмотка реле тока питается нагрузочным током трансформатора через трансформатор тока. Уставка этого реле равна номинальному току нагрузки трансформатора.
Обычно в схеме предусматривается как автоматическое включение дутья, так и неавтоматическое.
Автоматическое включение дутья осуществляется при установке универсального переключателя УП в положение «автоматическое». При этом замкнуты контакты 9 и 10.
Неавтоматическое включение дутья производится дистанционно со щита управления при помощи универсального переключателя УП или универсальным переключателем УП, расположенным в_ шкафу управления. Для этого нужно замкнуть контакты 5 и б (контакты 9 и 10 разомкнутся).
Защита двигателей, аппаратов и проводки от токов короткого замыкания осуществляется предохранителями ПР2, а защита двигателей от длительных перегрузок— тепловыми реле 1РТ° и 2РТ°, встроенными в магнитный пускатель.

Тепловые реле РТ имеют токопроводящую пластину, выполненную из металла с высоким сопротивлением. Эта пластина плотно соприкасается с биметаллической пластиной, которая в свою очередь связана с защелкой, удерживающей контакт реле в закрытом состоянии (размыкающий контакт). При прохождении по первой пластине повышенного тока она нагревается и одновременно нагревает биметаллическую пластину. Последняя изгибается и при этом освобождает защелку контакта реле. Контакт размыкается и тем самым разрывает цепь питания обмотки магнитного пускателя, и дутье отключается.
Питание шкафа управления дутьем осуществляется от сети переменного тока 220 в.
Шкаф автоматического дутья АД-2 устанавливается отдельно от трансформатора.
Термометрический сигнализатор типа ТС-/100 (рис. 45) представляет паровой манометрический дистанционный термометр. Основными частями прибора являются термобаллон, капилляр — гибкая трубка, защищенная металлической оплеткой, и корпус. В корпусе прибора находятся манометрическая пружина, контактная система, шкала и стрелка. Термобаллон, капилляр и манометрическая пружина образуют замкнутую систему, которая содержит насыщенные пары хлорметила. Температура трансформаторного масла передается термобаллону, ввинченному в гильзу на крышке трансформатора. При повышении температуры термобаллона увеличивается давление паров хлорметила. Это давление передается по капилляру манометрической пружине. Упругая деформация пружины вызывает отклонение стрелки по шкале прибора.
Контактная система прибора состоит из контактной щеточки, жестко связанной с осью стрелки, и двух секторов с контактами. Секторы связаны с двумя передвижными стрелками-указателями, желтой и красной. Контактная щеточка при перемещении основной стрелки прибора скользит по секторам. При установке стрелок- указателей на определенную температуру на шкале прибора (например, +50° С — желтая стрелка и +55° С — красная) контакт замыкается при совпадении конца основной стрелки с концом желтой стрелки, и при дальнейшем повышении температуры до 55° С замыкается второй контакт (конец основной стрелки совпал с концом красной стрелки), причем первый контакт остается замкнутым.
Погрешность показаний прибора находится в пределах: при температуре от 0 до 40° С — от +4° до —8° С, при температуре от 40° до 100° С ±4° С. Контакты прибора рассчитаны на замыкание и размыкание тока 0,2 а при напряжении 220 в.

Источник