Общи изисквания и функции на системите за охлаждане на електрическите трансформатори

Общи изисквания за системи за охлаждане на трансформатори

• Всички устройства за охлаждане трябва да бъдат инсталирани в съответствие с указанията на производителя;

• Системата за охлаждане с принудителна циркулация на масло трябва да разполага с два независими източника на електроенергия с възможност за автоматично превключване. При отказ на работещия източник на електроенергия, резервният източник трябва автоматично да се активира, като се излъчат звукови и светлинни сигнали;

• За трансформаторите с принудителна циркулация на масло, при откъсване на дефектен охладител, трябва да се излъчат звукови и светлинни сигнали, а резервният охладител (ручно за водно охлаждане) трябва автоматично да се активира;

• Помощните мотори на вентилатори, помпи за вода и масло трябва да разполагат с защита срещу прекомерно товарене, късо съединение и загуба на фаза; трябва да има устройства за мониторинг на посоката на въртене на моторите на маслопомпите;

• За теплообменници с водно охлаждане, маслопомпата трябва да бъде инсталирана на входа за масло на охладителя, осигурявайки, че налягането на маслото в охладителя е по-голямо от налягането на водата с около 0.05МПа при всички условия (освен ако не е указано друго от производителя). На изхода за вода на охладителя трябва да има дренажен капачек;

• За трансформаторите с принудителна циркулация на масло и водно охлаждане, трябва да има обратен клапан на изхода на всеки потопен маслопомп в охладителите;

• Трансформаторите с принудителна циркулация на масло трябва да разполагат с възможност за управление на включването и изключването на охладителите в зависимост от температурата и/или товара.

Функция на охладители на трансформатори

Когато има температурна разлика между горното и долното масло в трансформатора, се формира конвекция на масло през охладителя. След охлаждане в охладителят, маслото се връща обратно в резервоара, като по този начин се намалява температурата на трансформатора.

Методи за охлаждане на охладители на трансформатори

• Метод на естествено въздушно охлаждане с поглъщане в масло;

• Метод на принудително въздушно охлаждане с поглъщане в масло;

• Метод на принудителна циркулация на масло с водно охлаждане;

• Метод на принудителна циркулация на масло с въздушно охлаждане;

• Метод на принудителна циркулация на масло с насочено охлаждане.

В подстанции на 500кВ, големите трансформатори обикновено използват метода на принудителна циркулация на масло с въздушно охлаждане, докато изключително големите трансформатори използват метода на принудителна циркулация на масло с насочено охлаждане.

Принцип на действие на охладители на трансформатори

Традиционните трансформатори използват вентилатори с ръчно управление, с всеки трансформатор, обикновено, разполагащ с 6 групи вентилатори, които трябва да бъдат контролирани. Всяка група вентилатори работи с терморелета, а електрическите вериги на вентилаторите се контролират чрез контактори. Вентилаторите започват и спират работа въз основа на логически съображения, направени от измерванията на температурата на маслото в трансформатора и условията на прекомерно товарене.

Механичните контакти са главно движени от ръчни механични контакти. Такова традиционно управление се основава само на ръчна операция. Най-големият недостатък е, че всички вентилатори трябва да започнат и спрат работа едновременно, генерирайки значителни стартови токове, които често повредяват компонентите в веригата. Когато температурите са между 45 и 55 градуса Целзий, всички вентилатори обикновено работят на максимална мощност, което води до огромна енергийна трата и създава значителни трудности за поддръжката на оборудването.

Традиционните системи за управление на охлаждането използват предимно компоненти като реле, термореле и различни логически вериги за управление с контакт, с много сложна логика за управление. По време на реална работа, контакторите често изгарят поради повторителни контакти и разделения. Освен това, вентилаторите липсват на необходимите защити като прекомерно товарене, загуба на фаза и прекомерен ток, което намалява надеждността на операцията и увеличава операционните разходи.

Компоненти на охладители на трансформатори с принудителна циркулация на масло и въздух

Охладителят се състои от теплообменници, вентилатори, мотори, въздушни канали, маслопомпи и индикатори на потока на маслото. Вентилаторите за охлаждане се използват за изтичане на горещия въздух, излъчен от теплообменниците. Маслопомпата е инсталирана в долната част на охладителя, за да циркулира маслото от горната част на теплообменника надолу. Индикаторът на потока на маслото е инсталиран на видимо място в долната част на охладителя, за да облекчи операторите в наблюдаването на работното състояние на маслопомпата.

Функции на резервоарите на трансформаторите и устройствата за охлаждане

Резервоарът на трансформатора служи като външна обвивка на трансформатора, съдържащ железния ядро, витките и маслото на трансформатора, като също така предоставя определена степен на разпръскване на топлина.

Функцията на устройствата за охлаждане на трансформатора е да създадат циркулация на масло през радиатора, когато има температурна разлика в горния слой масло на трансформатора. Това позволява маслото да бъде охладено в радиатора, преди да се върне в резервоара, като ефективно намалява температурата на маслото на трансформатора. За подобряване на ефективността на охлаждането, могат да се прилагат мерки като въздушно охлаждане, принудителна циркулация на масло с въздушно охлаждане или принудителна циркулация на масло с водно охлаждане.