Общие требования и функции систем охлаждения силовых трансформаторов
Общие требования к системам охлаждения силовых трансформаторов
Все устройства охлаждения должны быть установлены в соответствии с техническими условиями производителя;
Система охлаждения с принудительной циркуляцией масла должна иметь два независимых источника питания с возможностью автоматического переключения. При отказе рабочего источника питания резервный источник должен автоматически включаться, при этом должны подаваться звуковые и световые сигналы;
Для трансформаторов с принудительной циркуляцией масла, при отключении неисправного охладителя, должны подаваться звуковые и световые сигналы, а резервный охладитель должен автоматически (для водяного охлаждения — вручную) включаться;
Приводные электродвигатели вентиляторов, насосов для воды и масла должны иметь защиту от перегрузки, короткого замыкания и потери фазы; должны быть устройства для контроля направления вращения электродвигателей масляных насосов;
Для водяных теплообменников маслонасос должен быть установлен на стороне входа масла в охладитель, обеспечивая, чтобы давление масла в охладителе было больше давления воды примерно на 0,05 МПа во всех условиях (за исключением случаев, предусмотренных производителем). На стороне выхода воды из охладителя должен быть установлен сливной кран;
Для трансформаторов с водяным охлаждением с принудительной циркуляцией масла, на выходе каждого погружного масляного насоса в охладителях должен быть установлен обратный клапан;
Трансформаторы с принудительной циркуляцией масла должны быть способны управлять включением и выключением охладителей в зависимости от температуры и/или нагрузки.
Функция охладителей трансформаторов
При наличии разности температур между верхним и нижним слоями масла в трансформаторе, через охладитель формируется конвекция масла. Охлажденное в охладителе масло возвращается в бак, тем самым снижая температуру трансформатора.
Методы охлаждения охладителей трансформаторов
Метод естественного воздушного охлаждения маслонаполненных;
Метод принудительного воздушного охлаждения маслонаполненных;
Метод водяного охлаждения с принудительной циркуляцией масла;
Метод воздушного охлаждения с принудительной циркуляцией масла;
Метод направленного охлаждения с принудительной циркуляцией масла.
В подстанциях 500 кВ крупные трансформаторы обычно используют метод воздушного охлаждения с принудительной циркуляцией масла, а сверхкрупные трансформаторы — метод направленного охлаждения с принудительной циркуляцией масла.
Принцип работы охладителей трансформаторов
Традиционные силовые трансформаторы используют вентиляторы, управляемые вручную, каждый трансформатор обычно имеет 6 групп вентиляторов, которые необходимо контролировать. Каждая группа вентиляторов работает с помощью тепловых реле, а цепи питания вентиляторов управляются через контакторы. Вентиляторы включаются и выключаются на основе логических суждений, основанных на измерениях температуры масла трансформатора и условий перегрузки.
Механические контакты в основном приводятся в действие механическими контактами вручную. Такое традиционное управление полностью зависит от ручного управления. Однако его главный недостаток заключается в том, что все вентиляторы должны включаться и выключаться одновременно, что создает значительные пусковые токи, часто повреждающие компоненты цепи. Когда температура находится в диапазоне от 45 до 55 градусов Цельсия, все вентиляторы обычно работают на полную мощность, что приводит к огромному энергетическому расходу и создает значительные трудности для обслуживания оборудования.
Традиционные системы управления охлаждением в основном используют компоненты, такие как реле, тепловые реле и различные логические системы управления на основе контактов, с очень сложной логикой управления. Во время фактической эксплуатации контакторы часто выходят из строя из-за повторного контакта и разъединения контактов. Кроме того, вентиляторы не имеют необходимых защит, таких как перегрузка, потеря фазы и защита от перегрузки по току, что снижает надежность работы и увеличивает эксплуатационные затраты.
Компоненты охладителей трансформаторов с принудительной циркуляцией масла и принудительным воздушным охлаждением
Охладитель состоит из теплообменников, вентиляторов, двигателей, воздуховодов, масляных насосов и индикаторов потока масла. Вентиляторы охлаждения используются для удаления горячего воздуха, выделяемого теплообменниками. Масляный насос установлен внизу охладителя для циркуляции масла от верхней части теплообменника вниз. Индикатор потока масла установлен на видном месте в нижней части охладителя для удобства операторов, наблюдающих за состоянием работы масляного насоса.
Функции баков трансформаторов и устройств охлаждения
Бак трансформатора служит внешним корпусом трансформатора, содержащим магнитопровод, обмотки и трансформаторное масло, а также обеспечивает некоторую степень рассеивания тепла.
Функция устройства охлаждения трансформатора заключается в создании циркуляции масла через радиатор, когда существует разница температур в верхнем слое масла трансформатора. Это позволяет охладить масло в радиаторе перед его возвратом в бак, эффективно снижая температуру трансформаторного масла. Для повышения эффективности охлаждения могут быть применены меры, такие как воздушное охлаждение, принудительное воздушное охлаждение с принудительной циркуляцией масла или водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла.
