Generelle krav og funktioner for kølesystemer til strømtransformatorer

Generelle krav til kølesystemer for strømtransformatorer

• Alle køleanordninger skal installeres i overensstemmelse med fabrikantens specifikationer;

• Kølesystemet med tvunget oljecirkulation skal have to uafhængige strømforsyninger med automatisk skiftning. Når den arbejdende strømforsyning mislykkes, skal den reservestrømforsyning automatisk aktiveres og give lyd- og visuelle signaler;

• For transformatorer med tvunget oljecirkulation, når en defekt køler er afkoblet, skal lyd- og visuelle signaler gives, og den reservekøler skal automatisk (manuelt for vandkøling) aktiveres;

• De auxiliære motorer til fløjter, vandpumper og oljepumper skal have beskyttelse mod overbelastning, kortslutning og faseforsvinding; der skal være enheder til at overvåge rotationsretningen af oljemotorer;

• For vandkølede varmeudvekslere skal oljepumpen være installeret på indgangssiden af køleren, og sikre at oljetrykket i køleren er større end vandtrykket med ca. 0,05MPa under alle forhold (med undtagelse af andet angivet af fabrikanten). Der skal være en taphul på udgangssiden af køleren;

• For transformatorer med tvunget oljecirkulation vandkøling skal der være installeret en tilbageholdervane ved udgangen af hver dybbar oljepumpe i kølerne;

• Transformatorer med tvunget oljecirkulation køling skal kunne kontrollere slukning og tænding af kølere baseret på temperatur og/eller belastning.

Funktion af transformatorkølere

Når der findes en temperaturforskel mellem det øvre og nedre olje i en transformator, dannes oljekonvektion gennem køleren. Efter at være blevet kølet i køleren, flyder oljen tilbage til tanken, hvilket reducerer transformatorens temperatur.

Kølemetoder for transformatorkølere

• Olieindholds naturlig luftkøling;

• Olieindholds tvungen luftkøling;

• Tvunget oljecirkulation vandkøling;

• Tvunget oljecirkulation luftkøling;

• Tvunget oljecirkulation rettet køling.

I 500kV anlæg anvender store transformatorer generelt metoden med tvunget oljecirkulation luftkøling, mens ekstra store transformatorer bruger metoden med tvunget oljecirkulation rettet køling.

Arbejdsgang for transformatorkølere

Traditionelle stromtransformatorer bruger manuelt kontrollerede fløjter, hvor hvert transformator typisk har 6 grupper af luftkølede motorer, som skal kontrolleres. Hver gruppe fløjter virker gennem termiske relæer, og kredsløbene til fløjternes strømforsyning styres gennem kontaktorer. Fløjterne starter og stopper baseret på logiske vurderinger fra målinger af transformatorens oljetemperatur og overbelastningsforhold.

De mekaniske kontakter drives primært af manuelle mekaniske kontakter. Denne traditionelle kontrol er udelukkende afhængig af manuel operation. Dets største ulempe er, at alle fløjter skal starte og stoppe samtidigt, hvilket skaber betydelige startstrømme, der ofte skader komponenter i kredsløbet. Når temperaturen ligger mellem 45-55 grader celsius, arbejder typisk alle fløjter på fuld kapacitet, hvilket resulterer i enorm energispild og skaber betydelige vanskeligheder for udstyr vedligeholdelse.

Konventionelle kølekontrolsystemer anvender hovedsageligt komponenter som relæer, termiske relæer og forskellige kontaktbaserede logiske kredsløbskontrolsystemer, med meget kompleks kontrollogik. Under den faktiske drift, bliver kontaktorer ofte brændt af pga. gentagen kontakt og separation af kontakter. Desuden mangler fløjter nødvendig beskyttelse mod overbelastning, faseforsvinding og overstrøm, hvilket reducerer driftsrelabiliteten og øger driftsomkostningerne under den faktiske drift.

Komponenter i transformatorkølere med tvunget olje og tvunget luftkøling

Køleren består af varmeudvekslere, fløjter, motorer, luftkanaler, oljepumper og oljeoverførselsindikatorer. Kølefløjterne bruges til at udsuge den varme luft, der kommer fra varmeudvekslerne. Oljepumpen er installeret nederst i køleren for at cirkulere oljen fra toppen af varmeudvekslerne nedad. Oljeoverførselsindikatoren er installeret på et tydeligt sted nederst i køleren for at lette operatørerne i at observere oljepumpens driftsstatus.

Funktioner af transformatorbeholder og køleanordninger

Transformatorbeholderen fungerer som den ydre beholder for transformatoren, der indeholder jernkernen, spolerne og transformatorolien, samt giver en vis grad af varmeafledning.

Funktionen af transformatorkøleanordningen er at oprette oljecirkulation gennem radiatoren, når der findes en temperaturforskel i det øvre oljeslag i transformatoren. Dette tillader, at oljen bliver kølet i radiatoren, før den strømmer tilbage til beholderen, hvilket effektivt reducerer transformatoroljens temperatur. For at forbedre køleeffektiviteten kan foranstaltninger som luftkøling, tvunget olje tvungen luftkøling eller tvunget olje vandkøling blive taget i brug.