نیازهای کلی و عملکردهای سیستمهای خنکسازی ترانسفورماتور برق
شرایط عمومی برای سیستم های خنک کننده ترانسفورماتورهای برق
تمام دستگاه های خنک کننده باید طبق مشخصات سازنده نصب شوند؛
سیستم خنک کننده با جریان اجباری روغن باید دو منبع تغذیه مستقل با قابلیت تغییر خودکار داشته باشد. در صورت خرابی منبع تغذیه فعال، منبع تغذیه پشتیبان باید به طور خودکار فعال شده و سیگنال های صوتی و بصری ارسال شود؛
برای ترانسفورماتورهای با جریان اجباری روغن، زمانی که یک خنک کننده معیوب قطع می شود، سیگنال های صوتی و بصری ارسال شده و خنک کننده پشتیبان باید به طور خودکار (به صورت دستی برای خنک کننده آب) فعال شود؛
موتورهای کمکی مروندگان، پمپ های آب و روغن باید محافظ بارگیری، کوتاه شدن و فقدان فاز داشته باشند؛ باید دستگاه هایی برای نظارت بر جهت چرخش موتور پمپ های روغن وجود داشته باشد؛
برای حرارت دهنده های خنک کننده آب، پمپ روغن باید در سمت ورودی روغن خنک کننده نصب شود، به طوری که فشار روغن در خنک کننده در تمام شرایط (به استثنای مواردی که توسط سازنده مشخص شده است) حدود 0.05MPa بیشتر از فشار آب باشد. یک پلمپ خالی باید در سمت خروجی آب خنک کننده نصب شود؛
برای ترانسفورماتورهای با خنک کننده آب و جریان اجباری روغن، یک شیر عقب مانده باید در خروجی هر پمپ روغن غوطه وار خنک کننده نصب شود؛
ترانسفورماتورهای با خنک کننده جریان اجباری روغن باید قادر به کنترل روشن و خاموش کردن خنک کننده ها بر اساس دما و/یا بار باشند.
عملکرد خنک کننده های ترانسفورماتور
وقتی تفاوت دما بین روغن بالایی و پایینی ترانسفورماتور وجود دارد، جریان رفت و برگشت روغن از طریق خنک کننده تشکیل می شود. پس از خنک شدن در خنک کننده، روغن به ظرف بازمی گردد، بنابراین دمای ترانسفورماتور کاهش می یابد.
روش های خنک کننده ترانسفورماتور
روش خنک کننده هوا طبیعی غوطه وار روغن؛
روش خنک کننده هوا اجباری غوطه وار روغن؛
روش خنک کننده آب اجباری روغن؛
روش خنک کننده هوا اجباری روغن؛
روش خنک کننده هدایتی اجباری روغن.
در زیر ایستگاه های 500kV، ترانسفورماتورهای بزرگ معمولاً از روش خنک کننده هوا اجباری روغن استفاده می کنند، در حالی که ترانسفورماتورهای فوق بزرگ از روش خنک کننده هدایتی اجباری روغن استفاده می کنند.
اصل عمل خنک کننده های ترانسفورماتور
ترانسفورماتورهای برق سنتی از مروندگان کنترل شده به صورت دستی استفاده می کنند، به طوری که هر ترانسفورماتور معمولاً 6 گروه موتور مروندگان هوا خنک کننده دارد که کنترل شده است. هر گروه مروندگان بر اساس رله های حرارتی عمل می کند، و مدارهای تغذیه مروندگان از طریق کنتاکتورها کنترل می شوند. مروندگان بر اساس قضاوت منطقی از اندازه گیری دمای روغن و شرایط بارگیری ترانسفورماتور روشن و خاموش می شوند.
تماس های مکانیکی اغلب توسط تماس های مکانیکی دستی به حرکت در می آیند. این نوع کنترل سنتی تنها بر اساس عملیات دستی متکی است. اما بزرگترین ضعف آن این است که تمام مروندگان باید به طور همزمان روشن و خاموش شوند، که باعث ایجاد جریان های شروع بزرگ در هنگام شروع می شود و معمولاً مولفه های مدار را آسیب می بیند. وقتی دمای محیط بین 45 تا 55 درجه سلسیوس متغیر است، معمولاً تمام مروندگان با ظرفیت کامل عمل می کنند، که باعث می شود انرژی زیادی تلف شود و دشواری های قابل توجهی برای نگهداری تجهیزات ایجاد کند.
سیستم های کنترل خنک کننده سنتی از مولفه هایی مانند رله ها، رله های حرارتی و سیستم های کنترل منطقی مبتنی بر تماس های مختلف استفاده می کنند، با منطق کنترل بسیار پیچیده. در طول عملیات واقعی، کنتاکتورها به دلیل تماس و جدا شدن مکرر تماس ها معمولاً سوزانده می شوند. علاوه بر این، مروندگان محافظ های ضروری مانند بارگیری بیش از حد، فقدان فاز و محافظ بارگیری بیش از حد را ندارند، که عملکرد قابل اعتماد را کاهش می دهد و هزینه های عملیاتی را در طول عملیات واقعی افزایش می دهد.
اجزاء خنک کننده های ترانسفورماتور با جریان اجباری روغن و هوا
خنک کننده شامل حرارت دهنده ها، مروندگان، موتورها، لوله های هوا، پمپ های روغن و نشانگرهای جریان روغن است. مروندگان خنک کننده برای دفع هوای گرم منتشر شده از حرارت دهنده ها استفاده می شود. پمپ روغن در پایین خنک کننده نصب شده تا روغن را از بالای حرارت دهنده به پایین جریان دهد. نشانگر جریان روغن در مکان برجسته در بخش پایین خنک کننده نصب شده تا به اپراتورها در نظارت بر وضعیت عملیاتی پمپ روغن کمک کند.
وظایف ظروف ترانسفورماتور و دستگاه های خنک کننده
ظرف ترانسفورماتور به عنوان پوشش خارجی ترانسفورماتور عمل می کند، حاوی هسته آهن، سیم پیچ ها و روغن ترانسفورماتور است و همچنین میزانی از تشعشع گرما ارائه می دهد.
وظیفه دستگاه خنک کننده ترانسفورماتور ایجاد جریان روغن از طریق رادیاتور است وقتی تفاوت دما در لایه روغن بالایی ترانسفورماتور وجود دارد. این اجازه می دهد تا روغن در رادیاتور خنک شود و سپس به ظرف بازگردد، که به طور موثر دمای روغن ترانسفورماتور را کاهش می دهد. برای افزایش کارایی خنک کننده، می توان از روش هایی مانند خنک کننده هوا، خنک کننده هوا اجباری روغن یا خنک کننده آب اجباری روغن استفاده کرد.
