Trocknen von Transformatoren
Unter Betriebsbedingungen haben sich die wirtschaftlichsten und bequemsten Methoden zum Trocknen von Transformatoren durchgesetzt: Induktion und Nullsystem. Die Trocknung kann bei jeder Umgebungstemperatur erfolgen, jedoch mit abgelassenem Öl aus dem Tank.
Bei der Induktionstrocknung (Abb. 1) wird die Spule (2) mit einem isolierten Draht auf den Transformatorkessel (1) gewickelt. Um eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im Tank zu erreichen, ist die Magnetspule auf 40-60 % der Tankhöhe (von unten) gewickelt und die Windungen sind unten dichter angeordnet als oben.
Die Wicklungsberechnung erfolgt wie folgt.
Anzahl der Windungen ω = UA / l, wobei U die Versorgungsspannung ist, V, l – Umfang des Tanks, m, A – Koeffizient abhängig von den spezifischen Verlusten, m / V.
Reis. 1. Transformator-Trocknungsschema mit Tankverlusten
Der Wert des Koeffizienten A für verschiedene spezifische Leistungsverluste
Δp а Δp rot 0,75 2,33 1,4 1,74 0,8 2,26 1,6 1,65 0,9 2,12 1,8 1,59 1,0 2,02 2,0 1,54 1,1 1,92 1,42 1,2 1,84 3,0 1,34
Der spezifische Verlustfaktor wird durch die Formel bestimmt
ΔP = kT(F / Jo) (θ-θo),
wobei кT der Wärmeübergangskoeffizient ist (für einen isolierten Tank кt = 5, für nicht isoliert k = 12 kW / m2x ° С), F – Fläche des Transformatorkessels, m2, Fо – Fläche des Tanks von der Wicklung belegt, m2, θ – Tankheiztemperatur (normalerweise 105 ° C), θо – Umgebungstemperatur, ° С.
Mit ΔP wird der Strom in der Spule bestimmt
I = ΔPFO/ (Ucosφ)
Für Transformatoren mit Rippenkessel gilt cosφ = 0,3 und für Transformatoren mit glattem und rohrförmigem Kessel cosφ = 0,5 – 0,7.
Bei Kenntnis des Stroms wird der Querschnitt des Drahtes aus den Tabellen ausgewählt. Die Temperatur des Transformators kann durch Änderung der zugeführten Spannung, durch Änderung der Anzahl der Wicklungswindungen oder durch intermittierendes Abschalten angepasst werden.
Beim Trocknen mit Nullströmen ist die Magnetisierungsspule eine der nach dem Nullsystem geschalteten Transformatorwicklungen.
Die im Betrieb am häufigsten verwendeten Transformatoren verfügen über eine zwölfte Gruppe von Wicklungsanschlüssen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, eine Niederspannungsspule zu verwenden, die über einen abgeleiteten Nullpunkt verfügt (Abb. 2).
Reis. 2… Transformator-Trocknungskreis mit Nullströmen
Wenn der Transformator durch Nullstromströme getrocknet wird, entsteht eine Erwärmung aufgrund der Verlustleistung in der Magnetisierungsspule, im Stahl des Magnetkreises, in seinen Strukturteilen und im Reservoir.
Die Trocknungsparameter können wie folgt bestimmt werden. Von der Magnetisierungsspule verbrauchte Leistung
Po = ΔPF,
wobei ΔР – spezifischer Energieverbrauch, kW/m2, F – Tankfläche, m2.
Für einen Transformator ohne Wärmeschutz, dessen Trocknung bei einer Temperatur von 100 - 110 ° C erfolgt, können Sie ΔР = 0,65 - 0,9 kW / m2 annehmen.
Die angelegte Spannung, wenn die Magnetisierungsspule in Sternschaltung angeschlossen ist
Uo = √(POZo / 3cosφ),
wobei Zo die Nullimpedanz der Wicklungsphase ist (kann empirisch ermittelt werden), cosφ = 0,2 — 0,7.
Der für die Auswahl der Zähler und den Querschnitt der Versorgungsleitungen erforderliche Trockenphasenstrom des Transformators wird durch den Ausdruck bestimmt
Io = Aznom√(10/Snom),
wobei Snom die Nennleistung des Transformators ist.
Die Trocknung des Transformators mit Nullströmen zeichnet sich im Vergleich zur Induktionsmethode durch einen deutlich geringeren Energieverbrauch und eine deutlich geringere Trocknungszeit (bis zu 40 %) aus. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass eine Stromversorgung mit einer nicht standardmäßigen Spannung erforderlich ist. Am häufigsten wird hierfür ein Schweißtransformator verwendet.