7.2. Охлаждение трансформаторов

У малых трансформаторов бак гладкий, у средних - ребристый для отвода тепла потерь. У мощных трансформаторов имеются специальные устройства для охлаждения - радиаторы различной конструкции.

Бак трансформатора полностью герметичен и обеспечивает возможность:

• некоторого повышения давления в трансформаторе, например при внутреннем повреждении;

• создания довольно высокого вакуума в баке при вакуумной сушке трансформатора, что соответствует избыточному внешнему давлению до 98 кПа (1 кгс/см²),

Следует иметь в виду, что обычно только бак трансформатора рассчитан на полный вакуум, а расширитель на это не рассчитан. Имелись случаи, когда при вакуумировании забывали отключить расширитель и он буквально складывался гармошкой.

Для предохранения бака трансформатора от избыточного давления при возникновении внутреннего повреждения на верху бака имеется выхлопная труба, отверстие которой закрыто мембраной из стекла или фольги. При резком повышении давления в баке трансформатора мембрана разрушается, и избыток давления газов сбрасывается. Естественно, что отверстие трубы должно быть направлено в пустое пространство - не на другой трансформатор, аппарат или шины.

Охлаждение небольших трансформаторов, например - ТН, происходит естественным путем через гладкую поверхность бака. Однако большинство силовых трансформаторов снабжено специальными устройствами для охлаждения.

На рис.40 и 41 показаны основные системы охлаждения трансформаторов.

Система «М» - масляное охлаждение с естественной циркуляцией масла через охладители (мощность трансформатора до 6,3MBА).

Система «Д» - масляная система с дутьем. Циркуляция масла - естественная, но радиаторы обдуваются вентиляторами (мощность трансформатора до 63MBА).

Система «ДЦ» - масляная система с принудительной циркуляцией масла и дутьевым охлаждением радиаторов (мощность трансформатора до 200MBА).

Система «Ц» - масляная система с принудительной циркуляцией масла, охлаждаемого в маслоохладителях водой (мощность более 200МВА).

Рис.40. Системы охлаждения трансформаторов: 1 - бак; 2 - выемная часть; 3 - охлаждающая поверхность; 4 - коллектор; 5 - трубы радиаторов; 6 - бессальниковый насос; 7 - радиаторы; 8 - электровентиляторы

Рис.41. Водяное охлаждение трансформатора: 1 - маслонасос; 2 - маслоохладитель; 3 - ионообменный фильтр масла; Рм - давление масла;

Рв - давление воды. Всегда должно бытъ Рм > Pв

7.3. Защита трансформаторного масла

Одним из самых капризных элементов масляного трансформатора является само масло. Оно должно удовлетворять ряду жестких требований.

Диэлектрическая прочность должна быть для аппаратов:

до 15 кВ включительно - 30 кВ,

от 15 до 35 кВ - 35 кВ,

от 60 до 220 КБ - 45 кВ,

от 330 до 500 кВ - 55 кВ,

750 кВ - 60 кВ.

Испытания проводятся в стандартном сосуде, содержащем полусферические электроды с расстоянием 2 мм.

Кислотное число: в 1 г масла не должно быть больше 0,03 мг КОН.

Температура вспышки не должна быть ниже 135°С.

Вязкость кинематическая, сСт, при 20°С - не более 30,

при 50°С - не более 9.

Температура застывания не выше -50°С.

Тангенс угла диэлектрических потерь в % не более: при 20°С - 0,2%, при 70°С - 2,0%.

Здесь приведены только некоторые требования к маслу согласно ТУ 38-101-281-72. Для различных типов масел, масел разных заводов из нефти разного происхождения существуют различные нормы. Поставка свежего масла с завода обычно сопровождается соответствующим сертификатом на него. Масло неизвестного происхождения без документов использовать ни в коем случае нельзя: во-первых, его параметры и состав могут не подходить к данным условиям; во-вторых, смешение двух различных масел, по отдельности даже очень хороших, может привести к полной потере качества смеси масел.

Основным врагом масла является влага, опасен маслу и кислород воздуха. Поэтому масло в трансформаторах отделяют от воздуха различными затворами и обезвоживают перед заливкой в трансформатор, посла заливки, а также во все время работы трансформатора.

В процессе работы трансформатор нагревается, при отключении охлаждается. Это сопровождается изменением объема масла в трансформаторе. При расширении масло вытесняется в маслорасширитель (рис.42), который соединен о верхней крышкой бака трансформатора. Объем расширителя должен быть достаточным, чтобы принять нагретое масло. Необходимый объем расширителя вычисляется по следующей формуле:

,

где (м³) - объем масла в трансформаторе;

=0,0007 - температурный коэффициент расширения масла;

(°С)=65-70°С - температура горячего масла;

(°С)= -35 - -40°С - минимальная температура воздуха зимой.

Рис.42. Расширитель трансформатора: а - продольный разрез по расширителю, б - вид сбоку. 1 - трубка маслоуказателя; 2 - дыхательный конец трубки маслоуказателя; 3 - дыха­тельная трубка расширителя; 4 - патрубок для присоединения к трансформатору; 5 - пробка заливочного отверстия; 6 - отстойник масла для сбора осадка; 7 - выхлопная труба; 8 - предохранительная диафрагма (рвется или ломается при повышении давления); 9 - трубка, соединяющая выхлопную трубу и расширитель; 10 - сливной краник; II - газовое реле; 12 - бак трансформатора

Если принять перепад температур в 100-110°С, то полезный объем расширителя должен быть 7-8%, а полный объем - 8-9% объема масла в трансформаторе.

На расширителе есть маслоуказателъ в виде стеклянной трубки или прибора с круглой шкалой, кинематически связанный с поплавком внутри расширителя.

В любом случае на маслоуказателе нанесены три черты, соответствующие уровням масла при температурах -35°; +15°; +35°С.