Sistemi di raffreddamento per trasformatori di potenza
Funzionamento normale senza problemi a lungo termine trasformatori di potenza soggetto al controllo e al rispetto dei limiti consentiti di vari parametri, uno dei quali è il regime di temperatura. Il rispetto del regime di temperatura entro i limiti stabiliti per un certo tipo di trasformatore è assicurato da appositi sistemi di raffreddamento. Considera quali sono i sistemi di raffreddamento per i trasformatori di potenza.
Tipo di raffreddamento C, SG, SZ, SD
La lettera C nella marcatura lo indica trasformatore di potenza a secco — ovvero non prevede l'utilizzo di olio per trasformatori per il raffreddamento. In questo caso, gli avvolgimenti e il nucleo magnetico del trasformatore vengono raffreddati per circolazione naturale dell'aria. Ci sono modifiche di questo sistema di raffreddamento: SG - design ermetico, SZ - custodia protettiva.
È possibile la presenza di circolazione forzata dell'aria sull'alloggiamento del trasformatore: questo è il raffreddamento del sistema LED.
I sistemi di raffreddamento C e le loro modifiche sono caratterizzati da una bassa efficienza, motivo per cui vengono utilizzati in trasformatori a bassa potenza, di norma fino a 1,6 MV * A di classe di tensione 6 e 10 kV.
I sensori di temperatura sono installati sui trasformatori di questo sistema di raffreddamento per controllare la temperatura per ciascuna fase del trasformatore.
Sistema di raffreddamento m
Trasformatori più potenti richiedono un sistema di raffreddamento più efficiente: l'olio. L'olio fornisce una rimozione del calore più efficiente dagli avvolgimenti e dal sistema magnetico del trasformatore, fornendo un raffreddamento uniforme.
Il sistema di raffreddamento M assicura la circolazione naturale dell'olio nella cassa del trasformatore. Il calore dell'olio viene trasferito al serbatoio del trasformatore, che viene raffreddato dall'aria ambiente. Questo sistema di raffreddamento non prevede la circolazione forzata dell'aria.
Per un raffreddamento più efficiente del serbatoio del trasformatore, vengono installati radiatori costituiti da alette o tubi attraverso i quali circola l'olio.
Il sistema di raffreddamento M viene utilizzato per trasformatori di potenza con potenza nominale fino a 16 MV * A. L'assenza di dispositivi aggiuntivi nella progettazione dei trasformatori di questo sistema di raffreddamento ne semplifica il funzionamento.
Il personale di manutenzione deve solo controllare il livello dell'olio e la temperatura dei suoi strati superiori. Il livello dell'olio dovrebbe corrispondere approssimativamente alla temperatura ambiente media giornaliera, tenendo conto del carico sul trasformatore (questo vale per tutti i tipi di raffreddamento). La temperatura degli strati di olio superiori dei trasformatori raffreddati M e D non deve superare i 95 gradi.
La figura seguente mostra un trasformatore trifase a due avvolgimenti con raffreddamento naturale dell'olio (con circolazione naturale dell'olio) della serie TM-250 / 6-10-66 con una capacità di 250 kVA, progettato per la conversione di alternata trifase corrente con una tensione di 6 - 10 kV dal lato VN, lato NN 0,23; 0,40; 0,69 kV per installazione interna ed esterna.
Serie Power TM-250/6-10 con filtro termosifone per la purificazione continua dell'olio: 1 rullo; 2 - bullone di messa a terra; 3 — serbatoio; 4 - dispositivi di raffreddamento del radiatore rimovibili; 5 — coperchio; 6 - essiccatore d'aria silikogel; 7 - espansore con indicatore di olio; 8 — conclusioni BH; 9 — Conclusioni LV; 10 — termometro a mercurio; 11 - tappo per riempimento e prelievo olio; 12 - interruttore; 13 - fusibile danneggiato; 14 — Filtro depuratore a termosifone per olio continuo.
Raffreddamento di tipo D
Sistema di raffreddamento del trasformatore D — con scarico e circolazione naturale dell'olio. I trasformatori di questo sistema di raffreddamento sono dotati di ventole montate in radiatori incernierati attraverso i quali circola l'olio del trasformatore.
Lo scarico del trasformatore di questo sistema di raffreddamento viene attivato quando la temperatura dello strato superiore dell'olio del trasformatore raggiunge i 55 gradi o più o quando viene raggiunto il carico nominale del trasformatore, indipendentemente dalla temperatura dell'olio. Il sistema di raffreddamento D è più efficiente e viene utilizzato per trasformatori da 16-80 MV * A.
Sistemi di raffreddamento DC, NDC
Il sistema di raffreddamento a corrente continua differisce dal sistema D per la presenza della circolazione forzata dell'olio. Le ventole soffianti, come nel sistema D, raffreddano i tubi del radiatore.L'olio del trasformatore viene continuamente fatto circolare attraverso i tubi del radiatore, che viene pompato da pompe elettriche integrate nelle linee dell'olio del serbatoio del trasformatore.
La rapida circolazione dell'olio attraverso i radiatori e il loro flusso d'aria assicurano un elevato trasferimento di calore. Grazie a questo sistema di raffreddamento, le dimensioni del trasformatore di potenza (autotrasformatore) sono notevolmente ridotte e la loro potenza nominale viene aumentata fino ai limiti di 63-160 MV * A.
La circolazione forzata dell'olio consente di discostarsi dal tradizionale design del trasformatore: il serbatoio del trasformatore e il dispositivo di raffreddamento possono essere separati, collegati tra loro da linee dell'olio.
A differenza del raffreddamento di tipo D, i ventilatori di raffreddamento CC devono essere sempre azionati insieme a pompe a circolazione forzata dell'olio. In caso di arresto di uno dei sistemi di raffreddamento, il trasformatore non può funzionare.
NDC differisce dal raffreddamento DC in presenza di un flusso direzionale di olio, che consente di aumentare l'efficienza di raffreddamento e, di conseguenza, aumentare la potenza del trasformatore senza modificarne le dimensioni.
Sistemi di raffreddamento Ts, NTs
Trasformatori e autotrasformatori con una capacità di 160 MV * A sono dotati di sistemi di raffreddamento di tipo T. Questo è il raffreddamento olio-acqua; non solo l'olio ma anche l'acqua viene fatta circolare attraverso i radiatori del trasformatore.
L'acqua è costretta a circolare attraverso i tubi del dispositivo di raffreddamento, tra i quali, a sua volta, circola l'olio del trasformatore.Prima di entrare nel radiatore, vengono installati speciali sensori di temperatura per controllare la temperatura dell'olio circolante, che non deve superare i 70 gradi.
I dispositivi per la circolazione forzata di olio e acqua devono essere sempre in funzione, indipendentemente dalla temperatura e dal carico, devono essere accesi automaticamente contemporaneamente all'alimentazione di tensione al trasformatore (autotrasformatore).
In presenza di dispositivi di raffreddamento strutturalmente diversi, il numero del loro funzionamento simultaneo è determinato dalle dimensioni del carico e dalla temperatura del mezzo di raffreddamento: l'olio del trasformatore.
Questo sistema di raffreddamento è uno dei sistemi più efficienti, ma il suo principale svantaggio è la complessità del design e del funzionamento.
Per i trasformatori (autotrasformatori) con una capacità di 630 MV * A, viene utilizzato un sistema di raffreddamento olio-acqua più efficiente con flusso d'olio diretto - NC.
Raffreddamento di trasformatori in camere chiuse
Nelle camere chiuse, nelle sottostazioni di trasformazione chiuse, dove si trovano i trasformatori di potenza, deve essere previsto un sistema di ventilazione che garantisca il normale funzionamento dei trasformatori in tutte le modalità standardizzate.
La stanza in cui si trova il trasformatore di potenza deve essere progettata in modo tale che durante il funzionamento il trasformatore non si surriscaldi, il che è garantito se c'è spazio interno sufficiente nella stanza, nonché un efficace sistema di ventilazione.
Particolare attenzione è rivolta ai trasformatori del sistema di raffreddamento C, che vengono raffreddati per circolazione naturale dell'aria.La ventilazione forzata è installata nelle camere di questo tipo di trasformatori, che fa circolare l'aria per un raffreddamento più efficiente.