Γενικές Απαιτήσεις και Λειτουργίες Συστημάτων Ψύξης Ηλεκτροδότησης IEE-Business

Γενικές Απαιτήσεις για Συστήματα Ψύξης Μετασχηματιστών

• Όλα τα συστήματα ψύξης πρέπει να εγκατασταθούν σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή;

• Το σύστημα ψύξης με αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου πρέπει να διαθέτει δύο ανεξάρτητες πηγές ενέργειας με δυνατότητα αυτόματης αλλαγής. Όταν αποτύχει η λειτουργική πηγή ενέργειας, η εφεδρική πηγή ενέργειας πρέπει να ενεργοποιείται αυτόματα, εκδιδόντας οπτικά και ακουστικά σήματα;

• Για τους μετασχηματιστές με αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου, όταν αποσυνδέεται ένας ανεπτυγμένος ψυκτικός, πρέπει να εκδίδονται οπτικά και ακουστικά σήματα, και ο εφεδρικός ψυκτικός πρέπει να ενεργοποιείται αυτόματα (χειροκίνητα για υδρόψυξη);

• Οι βοηθητικοί κινητήρες των ανεμιστήρων, των υδρομηχανών και των λαδοπόμπων πρέπει να διαθέτουν προστασία από υπερφόρτωση, σύνδεση και έλειψη φάσης. Πρέπει να υπάρχουν συσκευές για τον έλεγχο της κατεύθυνσης περιστροφής των κινητήρων των λαδοπόμπων;

• Για τους υδρόψυκτους ανταλλακτικούς θερμότητας, ο λαδόπομπός πρέπει να εγκατασταθεί στην πλευρά εισόδου λαδιού του ψυκτικού, εξασφαλίζοντας ότι η πίεση λαδιού στον ψυκτικό είναι μεγαλύτερη από την πίεση νερού περίπου 0.05MPa σε όλες τις συνθήκες (εκτός αν αναφέρεται διαφορετικά από τον κατασκευαστή). Πρέπει να παρέχεται ένας διαχωριστής στην πλευρά εξόδου νερού του ψυκτικού;

• Για τους μετασχηματιστές με αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου και υδρόψυξη, πρέπει να εγκατασταθεί ένας μονόδρομος στην έξοδο κάθε καταδυόμενου λαδοπόμπου στους ψυκτικούς;

• Οι μετασχηματιστές με αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου πρέπει να είναι σε θέση να ελέγχουν την ενεργοποίηση και την απενεργοποίηση των ψυκτικών με βάση τη θερμοκρασία και/ή το φορτίο.

Λειτουργία των Ψυκτικών Μετασχηματιστών

Όταν υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του λάδιου στο επάνω και κάτω μέρος του μετασχηματιστή, δημιουργείται η κυκλοφορία λάδιου μέσω του ψυκτικού. Μετά την ψύξη στον ψυκτικό, το λάδι επιστρέφει στο δοχείο, μειώνοντας έτσι τη θερμοκρασία του μετασχηματιστή.

Μεθόδοι Ψύξης για Ψυκτικούς Μετασχηματιστών

• Προσφυσητή ψύξη με φυσική ατμοσφαιρική ψύξη;

• Προσφυσητή ψύξη με αναγκαστική ατμοσφαιρική ψύξη;

• Αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου με υδρόψυξη;

• Αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου με ατμοσφαιρική ψύξη;

• Αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου με κατευθυνόμενη ψύξη.

Σε υποσταθμούς 500kV, οι μεγάλοι μετασχηματιστές συνήθως χρησιμοποιούν τη μέθοδο αναγκαστικής κυκλοφορίας λάδιου με ατμοσφαιρική ψύξη, ενώ οι εξαιρετικά μεγάλοι μετασχηματιστές χρησιμοποιούν τη μέθοδο αναγκαστικής κυκλοφορίας λάδιου με κατευθυνόμενη ψύξη.

Λειτουργικό Αρχή των Ψυκτικών Μετασχηματιστών

Οι παραδοσιακοί μετασχηματιστές ρεύματος χρησιμοποιούν χειροκίνητα ελεγχόμενους ανεμιστήρες, με κάθε μετασχηματιστή να έχει συνήθως 6 ομάδες ανεμιστήρων που χρειάζονται ελεγχόμενες. Κάθε ομάδα ανεμιστήρων λειτουργεί με βάση θερμοεπαναστατικά ρελέ, με τους κύκλους ενέργειας των ανεμιστήρων να ελέγχονται μέσω επαφικών. Οι ανεμιστήρες ξεκινούν και σταματούν βάσει λογικών κρίσεων που προέρχονται από μετρήσεις της θερμοκρασίας του λαδιού του μετασχηματιστή και των συνθηκών υπερφόρτωσης.

Οι μηχανικές επαφές είναι κυρίως χειροκίνητες. Οι παραδοσιακές αυτές ελεγχούμενες εξαρτώνται αποκλειστικά από χειροκίνητη λειτουργία. Ωστόσο, η μεγαλύτερη αδυναμία είναι ότι όλοι οι ανεμιστήρες πρέπει να ξεκινούν και να σταματούν ταυτόχρονα, δημιουργώντας σημαντικά άλματα έναρξης που συνήθως βλάπτουν τα συστατικά του κυκλώματος. Όταν η θερμοκρασία είναι μεταξύ 45 και 55 βαθμών Κελσίου, όλοι οι ανεμιστήρες συνήθως λειτουργούν με πλήρη ισχύ, προκαλώντας τεράστια ενεργειακή απώλεια και δημιουργώντας σημαντικές δυσκολίες στην συντήρηση της εξοπλισμού.

Τα παραδοσιακά συστήματα ελέγχου ψύξης χρησιμοποιούν κυρίως συστατικά όπως ρελέ, θερμοεπαναστατικά ρελέ και διάφορα επαφικά συστήματα λογικής, με πολύ περίπλοκη λογική ελέγχου. Κατά την πραγματική λειτουργία, τα επαφικά καίγονται συνεχώς λόγω της επαναλαμβανόμενης επαφής και χωρισμού. Επιπλέον, οι ανεμιστήρες έχουν ελάχιστη προστασία από υπερφόρτωση, έλειψη φάσης και υπερρευστική προστασία, μειώνοντας την αξιοπιστία της λειτουργίας και αυξάνοντας το κόστος λειτουργίας.

Συστατικά Ψυκτικών Μετασχηματιστών με Αναγκαστική Κυκλοφορία Λάδιου και Αναγκαστική Ατμοσφαιρική Ψύξη

Ο ψυκτικός αποτελείται από ανταλλακτικούς θερμότητας, ανεμιστήρες, κινητήρες, αεροδιάδρομο, λαδοπόμπους και δείκτες ροής λαδιού. Οι ανεμιστήρες χρησιμοποιούνται για την εξασφάλιση της απόβλασης του ζεστού αέρα από τους ανταλλακτικούς θερμότητας. Ο λαδόπομπός εγκαταστάται στο κάτω μέρος του ψυκτικού για την κυκλοφορία του λαδιού από το πάνω μέρος του ανταλλακτικού θερμότητας προς τα κάτω. Ο δείκτης ροής λαδιού εγκαταστάται σε ένα ορατό σημείο στο κάτω μέρος του ψυκτικού για να επιτρέπει στους τεχνικούς να παρακολουθούν τη λειτουργία του λαδοπόμπου.

Λειτουργία των Δοχείων και Συστημάτων Ψύξης Μετασχηματιστών

Το δοχείο του μετασχηματιστή λειτουργεί ως το εξωτερικό σκεύος του μετασχηματιστή, περιέχοντας τον σιδηρούχο, τις στροφές και το λάδι του μετασχηματιστή, παρέχοντας επίσης έναν βαθμό διάθεσης θερμότητας.

Η λειτουργία του συστήματος ψύξης του μετασχηματιστή είναι να δημιουργήσει κυκλοφορία λάδιου μέσω του ανταλλακτικού θερμότητας όταν υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας στο επάνω επίπεδο λαδιού του μετασχηματιστή. Αυτό επιτρέπει στο λάδι να ψυχθεί στον ανταλλακτικό θερμότητας πριν επιστρέψει στο δοχείο, μειώνοντας έτσι τη θερμοκρασία του λαδιού του μετασχηματιστή. Για την ενίσχυση της αποδοτικότητας ψύξης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέτρα όπως η ατμοσφαιρική ψύξη, η αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου με ατμοσφαιρική ψύξη ή η αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου με υδρόψυξη.