Chladicí systémy výkonových transformátorů

Běžný dlouhodobý bezproblémový provoz výkonové transformátory podléhají kontrole a dodržování přípustných limitů různých parametrů, z nichž jedním je teplotní režim. Dodržení teplotního režimu v mezích stanovených pro určitý typ transformátoru je zajištěno speciálně upravenými chladicími systémy. Zvažte, jaké chladicí systémy jsou pro výkonové transformátory.

Typ chlazení C, SG, SZ, SD

Písmeno C v označení to naznačuje suchý napájecí transformátor — to znamená, že nepočítá s použitím transformátorového oleje pro chlazení. V tomto případě jsou vinutí a magnetické jádro transformátoru chlazeny přirozenou cirkulací vzduchu. Existují modifikace tohoto chladicího systému: SG — hermetické provedení, SZ — ochranné pouzdro.

Přítomnost nucené cirkulace vzduchu na krytu transformátoru je možná — to je chlazení systému LED.

Chladicí systémy C a jejich modifikace se vyznačují nízkou účinností, proto se používají v transformátorech nízkého výkonu zpravidla do 1,6 MV * A napěťové třídy 6 a 10 kV.

Na transformátorech tohoto chladicího systému jsou instalována teplotní čidla pro řízení teploty pro každou fázi transformátoru.

Chladicí systém M

Výkonnější transformátory vyžadují účinnější chladicí systém — olej. Olej zajišťuje účinnější odvod tepla z vinutí a magnetického systému transformátoru a zajišťuje rovnoměrné chlazení.

Chladicí systém M zajišťuje přirozenou cirkulaci oleje v nádrži transformátoru. Teplo oleje se přenáší do nádrže transformátoru, která je chlazena okolním vzduchem. Tento chladicí systém nezajišťuje nucenou cirkulaci vzduchu.

Pro účinnější chlazení nádrže transformátoru jsou instalovány radiátory sestávající z žeber nebo trubek, kterými cirkuluje olej.

Chladicí systém M se používá pro výkonové transformátory se jmenovitým výkonem do 16 MV * A. Absence přídavných zařízení v konstrukci transformátorů tohoto chladicího systému zjednodušuje jejich obsluhu.

Personál údržby musí pouze kontrolovat hladinu oleje a teplotu jeho horních vrstev. Hladina oleje by měla přibližně odpovídat průměrné denní teplotě okolí s přihlédnutím k zatížení transformátoru (to platí pro všechny typy chlazení). Teplota horních olejových vrstev M a D chlazených transformátorů by neměla překročit 95 stupňů.

Na obrázku níže je znázorněn třífázový dvouvinutý transformátor s přirozeným chlazením oleje (s přirozenou cirkulací oleje) řady TM-250 / 6-10-66 o výkonu 250 kVA, určený pro přeměnu střídavého třífázového proud o napětí 6 — 10 kV ze strany VN, strany NN 0,23; 0,40; 0,69 kV pro vnitřní i venkovní instalaci.

Výkonová řada TM-250 / 6-10 s termosifonovým filtrem pro kontinuální čištění oleje: 1-role; 2 — zemnící šroub; 3 — nádrž; 4 — odnímatelné chladiče chladičů; 5 — víko; 6 — silikogelový vysoušeč vzduchu; 7 — expandér s indikátorem oleje; 8 — závěry BH; 9 — Závěry LV; 10 — rtuťový teploměr; 11 — zátka pro plnění a odběr vzorků oleje; 12 — spínač; 13 — poškození pojistky; 14 — termosifonový čistící filtr pro kontinuální olej.

Chlazení typu D

Chladicí systém transformátoru D — s odkalováním a přirozenou cirkulací oleje. Transformátory tohoto chladicího systému mají ventilátory namontované v kloubových radiátorech, kterými cirkuluje transformátorový olej.

Odkalování transformátoru tohoto chladicího systému se zapne, když teplota horní vrstvy transformátorového oleje dosáhne 55 stupňů nebo více, nebo když je dosaženo jmenovitého zatížení transformátoru, bez ohledu na teplotu oleje. Chladicí systém D je účinnější a používá se pro transformátory jmenovité 16-80 MV * A.

Chladicí systémy DC, NDC

Stejnosměrný chladicí systém se liší od systému D přítomností nuceného oběhu oleje. Ofukovací ventilátory, jako v systému D, ochlazují trubky chladiče.Trubkami chladiče nepřetržitě cirkuluje transformátorový olej, který je čerpán elektrickými čerpadly zabudovanými do olejového potrubí nádrže transformátoru.

Rychlá cirkulace oleje radiátory a jejich proudění vzduchu zajišťují vysoký přenos tepla. Díky tomuto systému chlazení se výrazně zmenšují rozměry výkonového transformátoru (autotransformátoru) a zvyšuje se jejich jmenovitý výkon na hranice 63-160 MV *A.

Nucená cirkulace oleje umožňuje odchýlit se od tradiční konstrukce transformátoru — nádrž transformátoru a chladič mohou stát odděleně, vzájemně propojené olejovým potrubím.

Na rozdíl od chlazení typu D musí být dmychadla stejnosměrného chlazení vždy provozována společně s čerpadly s nuceným oběhem oleje. V případě odstavení jednoho z chladicích systémů nemůže transformátor fungovat.

NDC se liší od stejnosměrného chlazení v přítomnosti směrového toku oleje, což umožňuje zvýšit účinnost chlazení a v důsledku toho zvýšit výkon transformátoru bez změny jeho velikosti.

Chladicí systémy Ts, NTs

Transformátory a autotransformátory o výkonu 160 MV * A jsou vybaveny chladicími systémy typu T. Jedná se o chlazení olej-voda; radiátory transformátoru cirkuluje nejen olej, ale i voda.

Voda je nucena cirkulovat potrubím chladicího zařízení, mezi nimiž naopak cirkuluje transformátorový olej.Před vstupem do chladiče jsou instalovány speciální teplotní senzory pro kontrolu teploty cirkulujícího oleje, která by neměla přesáhnout 70 stupňů.

Zařízení pro nucený oběh oleje a vody musí být vždy v provozu, bez ohledu na teplotu a zatížení, musí být automaticky zapnuty současně s přívodem napětí do transformátoru (autotransformátoru).

Při existenci konstrukčně více chladicích zařízení je počet jejich současných provozů dán velikostí zátěže a teplotou chladicího média - transformátorového oleje.

Tento chladicí systém je jedním z nejúčinnějších systémů, ale jeho hlavní nevýhodou je složitost konstrukce a provozu.

Pro transformátory (autotransformátory) o kapacitě 630 MV * A se používá účinnější systém chlazení olej-voda s usměrněným průtokem oleje — NC.

Chlazení transformátorů v uzavřených komorách

V uzavřených komorách, uzavřených trafostanicích, kde jsou umístěny výkonové transformátory, musí být zajištěn ventilační systém, který zajistí normální provoz transformátorů ve všech normovaných režimech.

Místnost, ve které je silový transformátor umístěn, musí být navržena tak, aby při provozu nedocházelo k přehřívání transformátoru, což je zaručeno dostatečným vnitřním prostorem v místnosti a účinným systémem větrání.

Zvláštní pozornost je věnována transformátorům chladicího systému C, které jsou chlazeny přirozenou cirkulací vzduchu.V komorách tohoto typu transformátorů je instalována nucená ventilace, která cirkuluje vzduch pro účinnější chlazení.