Kühlsysteme für Leistungstransformatoren

Normaler langfristiger störungsfreier Betrieb Leistungstransformatoren Vorbehaltlich der Kontrolle und Einhaltung der zulässigen Grenzen verschiedener Parameter, darunter das Temperaturregime. Die Einhaltung des Temperaturregimes innerhalb der für einen bestimmten Transformatortyp festgelegten Grenzen wird durch speziell vorgesehene Kühlsysteme sichergestellt. Überlegen Sie, was Kühlsysteme für Leistungstransformatoren sind.

Kühlart C, SG, SZ, SD

Der Buchstabe C in der Kennzeichnung weist darauf hin Trockenleistungstransformator — das heißt, die Verwendung von Transformatorenöl zur Kühlung ist nicht vorgesehen. Dabei werden die Wicklungen und der Magnetkern des Transformators durch natürliche Luftzirkulation gekühlt. Es gibt Modifikationen dieses Kühlsystems: SG – hermetische Ausführung, SZ – Schutzgehäuse.

Das Vorhandensein einer erzwungenen Luftzirkulation am Transformatorgehäuse ist möglich – dies dient der Kühlung des LED-Systems.

Kühlsysteme C und ihre Modifikationen zeichnen sich durch einen geringen Wirkungsgrad aus, weshalb sie in Kleinleistungstransformatoren in der Regel bis 1,6 MV * A der Spannungsklasse 6 und 10 kV eingesetzt werden.

An den Transformatoren dieses Kühlsystems sind Temperatursensoren installiert, um die Temperatur für jede Phase des Transformators zu steuern.

Kühlsystem M

Leistungsstärkere Transformatoren erfordern ein effizienteres Kühlsystem – Öl. Das Öl sorgt für eine effizientere Wärmeableitung von den Wicklungen und dem Magnetsystem des Transformators und sorgt so für eine gleichmäßige Kühlung.

Das Kühlsystem M sorgt für die natürliche Zirkulation des Öls im Transformatorkessel. Die Wärme des Öls wird auf den Transformatorkessel übertragen, der durch die Umgebungsluft gekühlt wird. Dieses Kühlsystem bietet keine erzwungene Luftzirkulation.

Für eine effizientere Kühlung des Transformatorkessels werden Kühler installiert, die aus Rippen oder Rohren bestehen, durch die das Öl zirkuliert.

Das Kühlsystem M wird für Leistungstransformatoren mit einer Nennleistung von bis zu 16 MV * A verwendet. Das Fehlen zusätzlicher Geräte bei der Konstruktion der Transformatoren dieses Kühlsystems vereinfacht deren Betrieb.

Das Wartungspersonal muss lediglich den Ölstand und die Temperatur der oberen Schichten prüfen. Der Ölstand sollte in etwa der durchschnittlichen täglichen Umgebungstemperatur unter Berücksichtigung der Belastung des Transformators entsprechen (gilt für alle Kühlarten). Die Temperatur der oberen Ölschichten von M- und D-gekühlten Transformatoren sollte 95 Grad nicht überschreiten.

Die folgende Abbildung zeigt einen dreiphasigen Zweiwicklungstransformator mit natürlicher Ölkühlung (mit natürlicher Ölzirkulation) der Serie TM-250 / 6-10-66 mit einer Leistung von 250 kVA, ausgelegt für die Umwandlung von Wechselstrom Strom mit einer Spannung von 6 – 10 kV von der UN-Seite, NN-Seite 0,23; 0,40; 0,69 kV für Innen- und Außenaufstellung.

Power-Serie TM-250/6-10 mit Thermosiphonfilter zur kontinuierlichen Ölreinigung: 1-Rollen; 2 – Erdungsbolzen; 3 – Panzer; 4 – abnehmbare Kühlerkühler; 5 – Deckel; 6 – Silikogel-Lufttrockner; 7 – Expander mit Ölanzeige; 8 — Schlussfolgerungen BH; 9 – LV-Schlussfolgerungen; 10 – Quecksilberthermometer; 11 – Stopfen zum Befüllen und zur Ölprobenahme; 12 – Schalter; 13 – Schadenssicherung; 14 – Thermosiphon-Reinigungsfilter für kontinuierliches Öl.

D-Typ-Kühlung

Transformatorkühlsystem D – mit Abschlämmung und natürlicher Ölzirkulation. Die Transformatoren dieses Kühlsystems verfügen konstruktionsbedingt über Lüfter, die in aufklappbaren Kühlern montiert sind, durch die das Transformatoröl zirkuliert.

Die Transformatorabschlämmung dieses Kühlsystems wird unabhängig von der Öltemperatur eingeschaltet, wenn die Temperatur der oberen Schicht des Transformatoröls 55 Grad oder mehr erreicht oder wenn die Nennlast des Transformators erreicht ist. Das Kühlsystem D ist effizienter und wird für Transformatoren mit einer Nennleistung von 16–80 MV * A verwendet.

Kühlsysteme DC, NDC

Das Gleichstrom-Kühlsystem unterscheidet sich vom D-System durch das Vorhandensein einer erzwungenen Ölzirkulation. Blasventilatoren kühlen wie beim D-System die Kühlerrohre.Durch die Kühlerrohre zirkuliert kontinuierlich Transformatoröl, das von elektrischen Pumpen gepumpt wird, die in die Ölleitungen des Transformatorkessels eingebaut sind.

Die schnelle Ölzirkulation durch die Kühler und deren Luftströmung sorgen für eine hohe Wärmeübertragung. Dank dieses Kühlsystems werden die Abmessungen des Leistungstransformators (Spartransformators) deutlich reduziert und seine Nennleistung auf die Grenzen von 63-160 MV * A erhöht.

Durch die erzwungene Ölzirkulation ist es möglich, vom herkömmlichen Transformatordesign abzuweichen – Transformatorkessel und Kühler können getrennt stehen und durch Ölleitungen miteinander verbunden sein.

Im Gegensatz zur D-Typ-Kühlung müssen DC-Kühlgebläse immer zusammen mit Zwangsölumlaufpumpen betrieben werden. Bei einer Abschaltung eines der Kühlsysteme kann der Transformator nicht betrieben werden.

NDC unterscheidet sich von der Gleichstromkühlung durch das Vorhandensein eines gerichteten Ölflusses, der es ermöglicht, die Kühleffizienz zu erhöhen und dementsprechend die Leistung des Transformators zu erhöhen, ohne seine Größe zu ändern.

Kühlsysteme Ts, NTs

Transformatoren und Spartransformatoren mit einer Leistung von 160 MV * A sind mit T-Kühlsystemen ausgestattet. Dies ist eine Öl-Wasser-Kühlung; Durch die Kühler des Transformators zirkuliert nicht nur Öl, sondern auch Wasser.

Das Wasser wird gezwungen, durch die Rohre der Kühlvorrichtung zu zirkulieren, zwischen denen wiederum das Transformatoröl zirkuliert.Vor dem Eintritt in den Kühler werden spezielle Temperatursensoren installiert, um die Temperatur des zirkulierenden Öls zu kontrollieren, die 70 Grad nicht überschreiten sollte.

Geräte zur Zwangsumwälzung von Öl und Wasser müssen unabhängig von Temperatur und Belastung immer in Betrieb sein und gleichzeitig mit der Spannungsversorgung des Transformators (Spartransformators) automatisch eingeschaltet werden.

Bei strukturell mehreren Kühlgeräten wird die Anzahl ihrer gleichzeitigen Betätigung durch die Größe der Last und die Temperatur des Kühlmediums – Transformatoröl – bestimmt.

Dieses Kühlsystem ist eines der effizientesten Systeme, sein Hauptnachteil ist jedoch die Komplexität von Design und Betrieb.

Für Transformatoren (Spartransformatoren) mit einer Leistung von 630 MV * A wird ein effizienteres Öl-Wasser-Kühlsystem mit gerichtetem Ölfluss – NC verwendet.

Kühlung von Transformatoren in geschlossenen Kammern

In geschlossenen Kammern, geschlossenen Umspannwerken, in denen sich Leistungstransformatoren befinden, muss ein Belüftungssystem vorgesehen werden, das den normalen Betrieb der Transformatoren in allen standardisierten Betriebsarten gewährleistet.

Der Raum, in dem sich der Leistungstransformator befindet, muss so gestaltet sein, dass der Transformator während des Betriebs nicht überhitzt, was gewährleistet ist, wenn im Raum ausreichend Platz im Innenraum vorhanden ist und über ein wirksames Belüftungssystem verfügt.

Besonderes Augenmerk wird auf die Transformatoren des Kühlsystems C gelegt, die durch natürliche Luftzirkulation gekühlt werden.In den Kammern dieses Transformatortyps ist eine Zwangsbelüftung installiert, die die Luft zirkuliert und so eine effizientere Kühlung ermöglicht.