Requisitos xerais e funcións dos sistemas de refrigeración de transformadores eléctricos

Requisitos xerais para os sistemas de refrigeración de transformadores eléctricos

• Todos os dispositivos de refrigeración deben instalarse de acordo coas especificacións do fabricante;

• O sistema de refrigeración con circulación forzada de óleo debe ter dúas fontes de alimentación independentes con capacidade de conmutación automática. Cando falle a fonte de alimentación de traballo, a fonte de alimentación de reserva debe activarse automaticamente emitiendo sinais audibles e visuais;

• Para os transformadores con circulación forzada de óleo, cando se desconecta un refrigerador defectuoso, deben emitirse sinais audibles e visuais, e o refrigerador de reserva debe activarse automaticamente (manualmente para a refrigeración por auga);

• Os motores auxiliares dos ventiladores, bombas de auga e bombas de óleo deben ter protección contra sobrecarga, cortocircuito e falta de fase; debe haber dispositivos para monitorizar a dirección de rotación dos motores das bombas de óleo;

• Para os intercambiadores de calor refrigerados por auga, a bomba de óleo debe instalarse no lado de entrada de óleo do refrigerador, asegurando que a presión de óleo no refrigerador é maior que a presión de auga en aproximadamente 0,05 MPa en todas as condicións (excepto onde se especifique de outro xeito polo fabricante). Debe proporcionarse unha tampa de drenaxe no lado de saída de auga do refrigerador;

• Para os transformadores con refrigeración por circulación forzada de óleo e auga, debe instalarse unha válvula antirretorno na saída de cada bomba de óleo sumergible nos refrigeradores;

• Os transformadores con refrigeración por circulación forzada de óleo deben ser capaces de controlar a activación e desactivación dos refrigeradores en función da temperatura e/ou da carga.

Función dos refrigeradores de transformadores

Cando existe unha diferenza de temperatura entre o óleo superior e o inferior nun transformador, forma-se unha convección de óleo a través do refrigerador. Despois de ser refrigerado no refrigerador, o óleo volve ao tanque, reducindo así a temperatura do transformador.

Métodos de refrigeración para os refrigeradores de transformadores

• Método de refrigeración natural por aire con inmersión en óleo;

• Método de refrigeración forzada por aire con inmersión en óleo;

• Método de refrigeración forzada por circulación de óleo e auga;

• Método de refrigeración forzada por circulación de óleo e aire;

• Método de refrigeración forzada por circulación de óleo direccional.

Nas subestacións de 500 kV, os grandes transformadores xeralmente adoptan o método de refrigeración forzada por aire, mentres que os transformadores extra-grandes usan o método de refrigeración forzada direccional.

Principio de funcionamento dos refrigeradores de transformadores

Os transformadores eléctricos tradicionais usan ventiladores controlados manualmente, con cada transformador tendo típicamente 6 grupos de motores de refrigeración por aire que requiren control. Cada grupo de ventiladores depende de reles térmicos para a súa operación, coas circuitos de potencia dos ventiladores controlados mediante contactores. Os ventiladores arrancan e páran baseándose en xuízos lóxicos feitos a partir das medidas da temperatura do óleo do transformador e das condicións de sobrecarga.

Os contactos mecánicos son principalmente impulsados por contactos mecánicos manuais. Este control tradicional depende só da operación manual. A súa maior desvantaxe é que todos os ventiladores deben arrancar e parar simultaneamente, xerando correntes de arranque significativas que adoitan danar os componentes do circuito. Cando as temperaturas están entre 45 e 55 graos Celsius, todos os ventiladores xeralmente funcionan a plena capacidade, resultando en un enorme desperdicio de enerxía e creando dificultades significativas para a manutención do equipo.

Os sistemas de control de refrigeración convencionais empregan principalmente componentes como reles, reles térmicos e varios sistemas de control lóxico baseados en contactos, con unha lóxica de control altamente complexa. Durante a operación real, os contactores queman frecuentemente debido á repetida conexión e separación de contactos. Ademais, os ventiladores carecen de proteccións necesarias como sobrecarga, falta de fase e sobrecorrente, reducindo a fiabilidade da operación e aumentando os custos de operación durante a operación real.

Componentes dos refrigeradores de transformadores con refrigeración forzada por óleo e aire

O refrigerador consiste en intercambiadores de calor, ventiladores, motores, conductos de aire, bombas de óleo e indicadores de fluxo de óleo. Os ventiladores de refrigeración úsanse para expulsar o aire quente emitido polos intercambiadores de calor. A bomba de óleo instálase na parte inferior do refrigerador para circular o óleo desde a parte superior do intercambiador de calor cara abaixo. O indicador de fluxo de óleo instálase nun lugar conspicuo na parte inferior do refrigerador para facilitar aos operadores a observación do estado de operación da bomba de óleo.

Funcións do tanque de transformador e dos dispositivos de refrigeración

O tanque de transformador serve como a carcasa externa do transformador, contendo o núcleo de ferro, as bobinas e o óleo de transformador, aínda que tamén proporciona un certo grao de dissipación de calor.

A función do dispositivo de refrigeración do transformador é crear unha circulación de óleo a través do radiador cando existe unha diferenza de temperatura na capa superior de óleo do transformador. Isto permite que o óleo sexa refrigerado no radiador antes de fluir de novo ao tanque, reducindo eficazmente a temperatura do óleo de transformador. Para aumentar a eficiencia de refrigeración, poden adoptarse medidas como a refrigeración por aire, a refrigeración forzada por óleo e aire, ou a refrigeración forzada por óleo e auga.