Prawie każdy transformator mocy nagrzewa się podczas pracy z powodu naturalnych procesów fizycznych. Przy silnym przegrzaniu izolacja zużywa się, co prowadzi do przedwczesnej awarii urządzenia. Aby zmniejszyć negatywny wpływ takiego zjawiska, obwód magnetyczny, uzwojenia i inne części należy schłodzić. W tym celu stosuje się różne systemy chłodzenia transformatorów.
Główna różnica między tymi ostatnimi związana jest ze środowiskiem, w którym znajduje się sprzęt oraz wprowadzeniem dodatkowych urządzeń do kontroli temperatury. Należy pamiętać, że nowoczesne transformatory wykorzystują chłodzenie olejem, wodą, powietrzem. Urządzenia suche należy wysłać do osobnej kategorii.
Oznaczenia i typy systemów chłodzenia transformatorów
Określenie oznakowania i typu odbywa się zgodnie z państwową normą GOST 11677-75. Jest zarejestrowany tutajpełna specyfikacja i gradacja. Rozważ każdą grupę osobno:
- C - transformatory suche, które ze względu na swoje właściwości mogą wykorzystywać naturalne chłodzenie powietrzem. Niektóre wersje są dostarczane z wymuszonym obiegiem powietrza i są oznaczone jako SD.
- M - urządzenia zasilające z naturalnym chłodzeniem olejem i powietrzem. Stosowane są głównie w sieciach dystrybucyjnych o małej mocy transformatorów. W dużych podstacjach występują odmiany z wymuszonym obiegiem oleju MT, NMT.
- D - sprzęt z naturalnym chłodzeniem olejem i wymuszonym obiegiem powietrza. Istnieje kilka odmian DC i NDC, w zależności od dodatków w postaci cyrkulacji płynu technicznego.
- Н - prezentowany typ jest mniej powszechny, ponieważ do realizacji zastosowano niepalne dielektryki. W większości przypadków produkty te są mniej podatne na eksplozje, co zapewnia większe bezpieczeństwo dla ludzi i podstacji jako całości.
Należy zauważyć, że we współczesnej praktyce istnieją zagraniczne gradacje w tym kierunku. Prawie wszystkie wymienione systemy chłodzenia transformatorów są powielane w odpowiednich normach.
Główne zalety i wady
Praktycznie każdemu typowi towarzyszy szereg cech technicznych, zalet i wad. Następnie przedstawiamy główne kryteria, według których określane są pozycje pozytywne lub negatywne:
- Poziom temperatury. Głównym celem chłodzenia jestutrzymywać naturalne, sprzyjające środowisko pracy dla sprzętu. Ta ostatnia jest w dużej mierze zdeterminowana przez środowisko instalacji, poziom obciążenia elektrowni.
- Koszt wdrożenia. Prawie każda firma użyteczności publicznej chce obniżyć koszty sprzętu, dlatego stosuje stare, sprawdzone rozwiązania w postaci chłodzenia olejowego.
- Stopień bezpieczeństwa. To ważne kryterium, które wiąże się z zastosowaniem konkretnego rozwiązania w różnych obiektach energetycznych. W przypadku elektrowni jądrowych preferowane jest stosowanie bardziej nowoczesnych i racjonalnych propozycji, które pozwalają na utrzymanie pożądanego reżimu temperaturowego. W przypadku podstacji sieci dystrybucyjnej z małymi prądami można zastosować opcję typu C.
Należy pamiętać, że transformatory mocy z systemem chłodzenia NMC, NDC są używane w Rosji, Białorusi, Ukrainie.
Chłodzenie typu M
Prezentowany typ jest uważany za najbardziej powszechny ze względu na względną taniość, wydłużoną żywotność i kilka innych cech. Podstacje dystrybucyjne wykorzystują transformatory olejowe z naturalnym obiegiem oleju i bez dodatkowego przepływu powietrza. System chłodzenia transformatora M ma pewne niuanse operacyjne:
- Konieczność monitorowania poziomu oleju i pobierania gazu w celu określenia stanu sprzętu. Personel konserwacyjny musi odwiedzać podstację dystrybucyjną co najmniej raz na sześć miesięcy.
- Projekt musi być szczelny. Ślady smug wskazująkonieczność wykonania napraw technicznych lub poważnych.
Kradzież oleju jest uważana za negatywny czynnik w eksploatacji. Jest to powszechna praktyka w przypadku awarii i spuszczenia płynu technicznego z kadzi transformatora. W wyniku barbarzyńskich działań sprzęt przegrzewa się i ulega zwarciu, po którym następuje wypalenie.
Układ chłodzenia transformatora D, DC
W dużych podstacjach naturalny obieg oleju jest uzupełniany przez automatyczne przedmuchiwanie, które jest aktywowane wraz ze wzrostem temperatury. System chłodzenia transformatora DC działa bardziej perfekcyjnie, ponieważ zapobiega przegrzaniu nawet przy dużych obciążeniach. Należy zauważyć, że ten typ jest najczęstszy i tak będzie przez kilkadziesiąt lat. Ważną cechą działania jest konieczność odpowiedniej regulacji przepływu powietrza. Ten ostatni powinien włączyć się automatycznie, gdy temperatura wzrośnie do 75 stopni, z odwrotnym wyłączeniem, gdy spadnie.
Chłodzenie typu H
Typ systemu chłodzenia transformatora H jest trudny do spełnienia we współczesnej eksploatacji. Jednak z czasem ich liczba wzrośnie. Jako główne medium stosowana jest woda destylowana z dodatkami, która służy jako dobry dielektryk i pozwala utrzymać pożądaną temperaturę. Należy zauważyć, że taki system jest często łączony z urządzeniami typu wymuszonego powietrza.
Co do niedociągnięć - produkty są droższe. Ten moment jest również odczuwalny podczas pracy, ponieważ do uzupełnienia płynu trzeba będzie użyć specjalnego rozwiązania, które kosztuje. W przeciwnym razie prezentowana opcja ma miejsce w nowoczesnej eksploatacji na różnych typach podstacji.
Opcje chłodzenia C, SG
W przeciwieństwie do transformatorów chłodzonych olejem, warianty typu C nie wykorzystują cieczy do korygowania temperatury. Obniżenie temperatury odbywa się poprzez naturalną cyrkulację powietrza, która jest dopuszczalna w następujących przypadkach:
- Transformator do 63kVA, który ma normalne środowisko pracy i niewielkie obciążenie.
- Sprzęt zasilający używany w środowiskach o niskiej temperaturze.
- Tymczasowy plac budowy, na którym nie ma znaczenia czas użytkowania produktów.
W innych przypadkach zaleca się skupienie na rozwiązaniach opisanych powyżej. Wydłuży to żywotność i zaoszczędzi dużo pieniędzy.
Którą opcję wolisz?
Nie ma jednej odpowiedzi na to pytanie, ponieważ istnieje wiele czynników, które determinują decyzję. Jak pokazuje praktyka, na współczesnym rynku stosowane są transformatory typu NDC i NMC, którym towarzyszy naturalny obieg oleju i wymuszony dopływ powietrza. Takie produkty są wysoce odporne na zmiany temperatury, tworzą warstwę ochronną, która przedłuża żywotność sprzętu.
Jednocześnie istnieją bardziej zaawansowane i bezpieczniejsze technologie, które pomagają uniknąć sytuacji siły wyższej. Na przykład pożary w podstacjach, gdy wszystkie zewnętrzne urządzenia rozdzielcze ulegają całkowitemu spaleniu. Trzeba iść naprzód w kierunku postępu technologicznego, ale też nie zapominać o wydarzeniach ostatnich lat. W końcu praca ze starym sprzętem zajmie bardzo dużo czasu.
Wniosek
Urządzenia elektroenergetyczne podstacji są w ciągłej eksploatacji i nagrzewają się pod wpływem zjawisk fizycznych. Wraz ze wzrostem obciążenia temperatura wzrośnie i doprowadzi do wypalenia elementów roboczych. W celu przedłużenia żywotności stosuje się różne systemy chłodzenia transformatorów. We współczesnej praktyce do regulacji medium stosuje się opcje z metodami powietrznymi, olejowymi i wodnymi.
Wybór metody chłodzenia jest w dużej mierze zależny od szeregu kryteriów, wśród których są: koszt, możliwość stworzenia systemu wsparcia oraz cechy środowiskowe. W podstacjach 220/110/135/10 stosowane są głównie typy NMC, NDC, które są uważane za połączone.
