Opšte Zahteve i Funkcije Sistema Hlađenja Električnih Transformatora

Opšti zahtevi za sisteme hlađenja transformatora

• Sve uređaje za hlađenje treba montirati u skladu sa specifikacijama proizvođača;

• Sistem hlađenja sa prisilnom cirkulacijom ulja mora imati dva nezavisna izvora struje sa mogućnošću automatskog prebacivanja. Kada glavni izvor struje padne, rezervni izvor struje treba da se automatski aktivira uz emitovanje zvučnih i vizualnih signala;

• Za transformatore sa prisilnom cirkulacijom ulja, kada se isključi defektan hladilac, emitišu se zvučni i vizualni signali, a rezervni hladilac (za vodeno hlađenje ručno) treba da se automatski aktivira;

• Pomoćni motori ventilatora, pumpi za vodu i pumpi za ulje treba da imaju zaštitu od preopterećenja, kratak spoj i gubitak faze; trebalo bi da postoje uređaji za praćenje smera rotacije motora pumpi za ulje;

• Za toplotne razmjenjivače sa vodnim hlađenjem, pumpa za ulje treba da bude instalirana na strani ulaza ulja u hladilac, osiguravajući da pritisak ulja u hladilu bude veći od pritiska vode približno 0,05MPa pod svim uslovima (osim ako drugačije navodi proizvođač). Na strani izlaza vode hladilca treba da bude instaliran ventilske plug;

• Za transformatore sa prisilnom cirkulacijom ulja i vodnim hlađenjem, treba da se instalira povratna klopka na izlazu svake potopljavane pompe za ulje u hladilcima;

• Transformatori sa prisilnom cirkulacijom ulja trebalo bi da imaju mogućnost upravljanja uključivanjem i isključivanjem hladilaca na osnovu temperature i/ili opterećenja.

Funkcija hladilaca transformatora

Kada postoji razlika temperature između gornjeg i donjeg ulja u transformatoru, formira se konvekcija ulja kroz hladilac. Nakon hlađenja u hladilcu, ulje se vraća u rezervoar, time smanjujući temperaturu transformatora.

Metode hlađenja hladilaca transformatora

• Metoda prirodnog zračnog hlađenja u ulju;

• Metoda prisilnog zračnog hlađenja u ulju;

• Metoda prisilne cirkulacije ulja i vodnog hlađenja;

• Metoda prisilne cirkulacije ulja i zračnog hlađenja;

• Metoda prisilne cirkulacije ulja i usmerenog hlađenja.

U pretvorama na 500kV, veliki transformatori obično koriste metodu prisilnog zračnog hlađenja, dok extra veliki transformatori koriste metodu prisilne cirkulacije ulja i usmerenog hlađenja.

Način rada hladilaca transformatora

Tradicionalni transformatori koriste ručno kontrolisane ventilatore, gde svaki transformator tipično ima 6 grupa motora za zračno hlađenje koje je potrebno kontrolisati. Svaka grupa ventilatora radi na osnovu termoreleja, a naponske puteve ventilatora kontrolise preko kontaktora. Ventilatori se pokreću i zaustavljaju na osnovu logičkih zaključaka izmerenih temperature ulja transformatora i uslova preopterećenja.

Mehanički kontakti su uglavnom pokrenuti ručnim mehaničkim kontaktima. Takva tradicionalna kontrola se potpuno oslanja na ručnu operaciju. Međutim, najveći nedostatak je taj što svi ventilatori moraju istovremeno početi i zaustaviti rad, generišući velike strujne talase tokom pokretanja koji često oštećuju komponente u putevima. Kada temperatura varira između 45 do 55 stepeni Celzijusa, svi ventilatori obično rade na punoj snazi, što dovodi do ogromnog troška energije i stvara velike teškoće u održavanju opreme.

Konvencionalni sistemi kontrole hlađenja uglavnom koriste komponente kao što su releji, termoreleji i razne logičke kontrole putem kontakata, sa vrlo složenom logikom kontrole. Tijekom stvarnog rada, kontaktori često gore zbog ponovljene dodire i odvajanja kontakata. Također, ventilatori nemaju nužne zaštite poput preopterećenja, gubitka faze i prekomjerne struje, smanjujući pouzdanost rada i povećavajući troškove rada.

Komponente hladilaca transformatora sa prisilnom cirkulacijom ulja i prisilnim zračnim hlađenjem

Hladilac se sastoji od toplotnih razmjenjivača, ventilatora, motora, zračnih kanala, pumpi za ulje i indikatora protoka ulja. Hladni ventilatori se koriste za ispuštanje vruhe zrake koja se emituje iz toplotnih razmjenjivača. Pumpe za ulje su instalirane na dnu hladilca kako bi se cirkulisalo ulje s vrha toplotnog razmjenjivača nadole. Indikator protoka ulja je instaliran na vidljivom mestu na dnu hladilca kako bi operatori mogli pratiti stanje rada pompe za ulje.

Funkcije rezervoara transformatora i uređaja za hlađenje

Rezervoar transformatora služi kao spoljnja oklopna kutija transformatora, sadrži željezni jezgra, zavojnice i transformatorsko ulje, a takođe omogućava određenu razinu disipacije toplote.

Funkcija uređaja za hlađenje transformatora jeste da stvori cirkulaciju ulja kroz toplotni razmjenjivač kada postoji razlika temperature u gornjoj sloju ulja transformatora. To dopušta hlađenje ulja u toplotnom razmjenjivaču pre nego što se vrati u rezervoar, efektivno smanjujući temperaturu transformatorskog ulja. Da bi se poboljšala učinkovitost hlađenja, mogu se primeniti mjerodavnja kao što su zračno hlađenje, prisilna cirkulacija ulja i prisilno zračno hlađenje ili prisilna cirkulacija ulja i vodeno hlađenje.