Способы охлаждения трансформаторов и обслуживание охлаждающих устройств

Теплота, выделяемая в обмотках и магнитопроводе трансформа­тора, при естественном масляном охлаждении передается маслу, а от него через стенки бака, радиаторы и крышку — окружаю­щему воздуху. Отводу теплоты в окружающую среду способствует естественная циркуляция масла внутри трансформатора. Нагретое масло поднимается под крышку, а охлажденное у стенок бака, как более тяжелое, опускается.

Если трансформатор с естественным масляным охлаждением ус­танавливают в закрытом помещении, оно должно иметь непрерыв­ную вентиляцию, обеспечивающую отвод нагретого и подвод холод­ного воздуха. При правильно рассчитанной вентиляции трансфор­маторного помещения разность между температурами входящего и выходящего воздуха не должна превышать 15°С при номиналь­ной нагрузке трансформатора.

При контроле температуры масла следует учитывать, что у тран­сформаторов с естественным охлаждением масла, а также с дутьем при нагрузках, близких к номинальной, средняя температура об­мотки выше температуры верхних слоев масла на 10—15°С, а у трансформаторов с принудительной циркуляцией масла — на 20 -~ 30°С. В трансформаторах с естественным охлаждением темпера­тура масла в нижних слоях значительно меньше, чем в верхних.

Например, если температура масла в верхних слоях равна 80° С, то в нижних — 30—35°С, а в средней части трансформатора — 65—70° С.

Температуру масла в трансформаторах мощностью меньше 1000 кВ • А измеряют ртутным термометром, который устанавлива­ют в крышке трансформатора со стороны вводов низшего напряже­ния. На трансформаторах мощностью 1000 кВ • А и более кроме ртутного устанавливают термометр манометрического типа на уровне 1,5 м от земли. На мощных трансформаторах помимо указан­ных термометров монтируют термометры сопротивления для дистанционного измерения температуры масла со щита управления.

Масло по сравнению с обмоткой нагревается (или охлаждает­ся) медленнее, поэтому при измерении нагрузки термометры по­казывают повышение температуры с запозданием на несколько
часов.

У трансформаторов с воздушным дутьем радиаторы обду­ваются воздухом от нескольких вентиляторов с электроприводом, размещенных по два внутри каждого радиатора в пространстве между его трубами. Электроприводы выполнены с короткозамкнутым ротором мощностью 150 Вт каждый.

На трансформаторах с дутьевым охлаждением масла Д и ДЦ допускается работа с отключенным дутьем при номинальной на­грузке в течение 10 мин или режиме холостого хода для трансфор­маторов в течение 30 мин. Если по истечении указанного времени температура верхних слоев масла не достигла 80°С для трансформаторов до 250 MB • А включительно и реакторов и 75°С для трансформаторов свыше 250 MB • А, допускается даль­нейшая работа с номинальной нагрузкой для достижения указан­ных температур, но не более 1 ч. Дутьевое охлаждение должно включаться автоматически при достижении температуры масла 55° С или номинальной нагрузке вне зависимости от температуры масла.

В трансформаторах с принудительной циркуляцией масло ох­лаждается с помощью воздушных или водяных охладителей, через которые его прогоняют насосом. Охлаждающая поверхность баков этих трансформаторов невелика, поэтому в окружающую сре­ду ими отводится менее 10% потерь теплоты трансформатора, а остальная доля — охладителями.

При принудительном масловодяном охлаждении (рис. 63) нагре­тое масло забирается из верхней части трансформатора, прогоня­ется насосом через водяной охладитель 2, охлаждается в нем и поступает через воздухоуловитель 3 в нижнюю часть трансфор­матора. Входной и выходной патрубки маслопровода располагают на баке трансформатора по диагонали, чтобы включить в цирку­ляцию возможно больший объем масла. Водяные охладители обычно выполняют трубчатыми; по трубам течет охлаждающая вода, а в межтрубном пространстве — масло. Теплота от масла передается стенкам труб, от которых и уносится водой. Контроль степени охлаждения масла ведется по разности температур на входе его

в трансформатор и выходе из него. При максимальной температуре воды 25°С эта разность температур долж­на быть не меньше 10°С.

Масляный насос всегда устанав­ливают перед охладителем со сторо­ны входа в него масла, чтобы,охладитель был в напорной линии и масло в нем находилось под большим давлением, обусловленным работой напора.

Если насос разместить после охла­дителя (по ходу масла), он создаст разрежение в маслоохладителе и через неплотности трубок возможно будет засасывание воды в масло. При невключенном масляном насосе статический напор масла в охладителе должен превышать давление воды в нем на 0,03—0,05 МПа во избежание попадания воды в масло при аварийном останове насоса. Это достигается соответствующим располо­жением охладителей и схемой подачи охлаждающей воды.

Система охлаждения (трубопроводы, насосы и маслоохладите­ли) трансформаторов с масловодяным охлаждением тщательно уп­лотняется, особенно со стороны разрежения, во избежание подсоса воздуха и попадания в трансформатор. Перед трансформатором размещают воздухоуловитель 3, который состоит из двух кон­центрически расположенных цилиндров, установленных верти­кально.

Для трансформаторов с принудительной системой охлаждения допускается кра тковременная работа при нар ушении в системе (прекращение циркуляции масла или воды, останове дутья), так как трансформаторы обладают большой теплоемкостью.

Во избежание попадания охлаждающей воды в масло транс­форматора необходимо соблюдать определенную последователь­ность операций по включению и отключению системы охлажде­ния трансформатора: при включении трансформатора в первую очередь пускают масляный насос, затем водяной; при отключении – сначала останавливают водяной насос, затем масляный.

У трансформатора с принудительной циркуляцией масла и дутьем циркуляция масла должна быть включена не позднее чем через 10—15 мин после включения трансформатора в работу с нагруз­кой, близкой к номинальной, а вентиляторы можно не включать, по­ка температура масла не повысится до 45—50°С. Включение тран­сформатора на номинальную нагрузку допускается с системами охлаждения М и Д при любой минусовой температуре воздуха, а с системами охлаждения ДЦ и Ц — не ниже —25°С.

Если трансформатор с принудительной циркуляцией масла и дутьем выводят из работы в резерв, никаких операций с вентиляторами в системе охлаждения и ключами управления в шкафу управления электродвигателями производить не требуется. У трансформаторов с масловодяным охлаждением при отключении закрывают задвижки на выходе масла и воды при отсутствии их
автоматического закрытия.

При выводе трансформатора с масловодяным охлаждением или системы охлаждения в длительный ремонт закрывают все задвижки и немедленно открывают краны для спуска воды. Зимой при включении неработающего трансформатора следует вначале прогреть масло до 10° С, включив насосы циркуляции масла, а затем пускать воду в охладители. При одновременном включении циркуляции переохлажденной воды и масла, имеющего температуру ниже нуля, вода в трубах охладителя может замерзнуть, что вы­зовет их повреждение. Применяют меры по защите системы охлаждения в зимнее время от замораживания (спуск воды из охладителей при отключении трансформатора, утепление).

В системе принудительного масловоздушного охлаждения масляные_насосы обеспечивают циркуляцию масла через охлаждающие радиаторы. Воздух через эти радиаторы прогоняется вентиля­торами. Радиаторы и вентиляторы устанавливают либо отдельно от трансформатора, либо на его баке.

При отключении охлаждения (прекращении циркуляции масла,
воды или останове вентиляторов дутья) температура трансформа­
тора быстро повышается. Трансформаторы оборудуют сигнализацией о прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или об
останове вентиляторов дутья. Циркуляция масла включена постоянно вне зависимости от нагрузки и температуры масла во избе­жание возникновения местных перегревов отдельных частей трансформатора.

Текущий ремонт систем охлаждения Д, ДЦ, Ц производят еже­годно.