Ystvo și metode pentru răcirea unui transformator
23. Aparatul și metodele de răcire a transformatorului.
Transformers - un dispozitiv pentru transformarea curentului alternativ și tensiune dispozitive care nu dispun de piese în mișcare de conversie. Ea nu are pierderi semnificative de putere. Transformatoarele de curent au un randament ridicat - peste 99%. Transformatorul este format din mai multe înfășurări de sârmă situate pe miezul magnetic (miez) dintr-un aliaj feromagnetic.
Componentele principale ale transformatorului - un miez magnetic și înfășurări.
Transformatorul magnetic este fabricat din tablă de oțel electric. Înainte de a monta foile de pe ambele fețe cu un lac izolator. O astfel de construcție permite circuitului magnetic slăbi în mare măsură, curenții turbionari în acesta. O parte a miezului magnetic pe care o bobină se numește miez.
Transformatoarele de bază sunt două tije și două juguri le conectează (Figura 2a). Transformatoarele blindate sunt ramificate cu un miez magnetic și jugurile, parțial capace ( „carte“) a înfășurării (2b).
tijă Ris.2.Odnofaznye transformatoare (a) și armură (b) tipurile
Design-ul de bază este cea mai răspândită, în special în transformatoare de mare putere și medie. Avantajele acestui design - simplitatea izolației înfășurării, condiții mai bune de răcire, ușurința de reparații.
transformatoare monofazate sunt de multe ori de mică putere de proiectare armura, care permite reducerea dimensiunii transformatorului. În plus, jugul lateral protejează înfășurării împotriva deteriorării; este important pentru transformatoare de putere mică, care de multe ori nu au o carcasă de protecție și sunt dispuse împreună cu alte echipamente electrice pe un panou comun sau dulap, în general.
transformatoarele trifazate funcționează, de obicei, pe miez magnetic de tip stick-cu trei tije (Fig.3).
In transformatoare de mare putere utilizate bronesterzhnevuyu structura magnetica (Figura 4), care, deși necesită flux ușor crescut de oțel electric, dar permite reducerea înălțimii circuitului magnetic (NBS <Нс ), а следовательно, и высоту трансформатора.
Figura 3. Tip Stick cu trei faze transformator 1 - miezul magnetic; 2 - înfășurare
Figura 4. Transformator bronesterzhnevogo magnetic: monofazic (a); trei faze (b)
Acest lucru este important atunci când transportat în formă asamblată.
Ca metodă de îmbinare tije juguri pervaze distinge juguri (Fig.5 a) și tole (5b). Mucul miezuri magnetice și miezuri de jug au fost colectate separat și apoi asamblate cu ajutorul pieselor de fixare. Acest design face mai ușor pentru a se potrivi bobinele magnetice pe tije, deoarece este suficient pentru a elimina doar jugul superior. Cu toate acestea, atunci când ansamblul magnetic al materiei prime, atunci când foile (benzi) sunt colectate „suprapunere“, întrefier în locul tije și comune jug poate fi minim, astfel reducând considerabil rezistența magnetică a circuitului magnetic.
Ris.7.Forma secțiune a tijei
Forma secțională a tijelor depinde de transformator de putere: tije transformatoare mici folosite de secțiune transversală dreptunghiulară (figura 7 a), în transformatoare de putere medie și mare - tije în trepte secțiune (Fig.7, b, c) cu numărul de trepte crește odată cu creșterea transformator de putere. tije de secțiune Stepped asigură o utilizare mai bună a zonei din interiorul bobinei, deoarece perimetrul tijei în trepte se apropie circumferința. Într-un transformator de putere mare pentru a îmbunătăți transferul de căldură între pachetele devin magnetice aranja canalele de ventilație (Figura 7, a).
Înfășurările transformatoarelor este format din fire de secțiuni transversale circulare și dreptunghiulare izolate fire de bumbac sau de hârtie de cablu.
Înfășurările sunt cilindrice, este situat pe tijele, concentrice (Figura 8 a) și discul, localizat pe tije în ordine (Figura 8 b) alternativ.
Miezul magnetic al transformatorului, împreună cu carcasa sau rezervorul este împământat pentru a furniza transformator de siguranță de serviciu, în cazul în care izolația înfășurării va fi încălcată.
Două variante ale dispunerii reciproce a înfășurărilor de pe tijele de circuite magnetice: locație separată (pe o tijă de lichidare HV, iar celălalt este utilizat foarte rar și numai în transformatoarele de înaltă tensiune, deoarece acest lucru creează cele mai bune condiții pentru înfășurarea HV izolare pe înfășurările de joasă tensiune de încredere, cu toate acestea, în acest caz, o creștere a scurgerilor de flux magnetic, dispunerea concentrică uniforma cea mai raspandita de înfășurări de pe miezuri magnetice (vezi figura 2a.), deoarece aceasta oferă o cantitate mică de magnetic scurgere flux. De obicei, este mai aproape de axul unui LV înfășurare, deoarece necesită mai puțin izolare electrică din tija (împământat), stratul izolator apoi stivuite de carton sau hârtie și înfășurarea HV.
Proiectarea circuitului magnetic. Miezul magnetic este baza structurală a transformatorului. Acesta servește pentru efectuarea fluxului magnetic principal. Pentru a reduce rezistența magnetică de-a lungul traseului acestui flux și, prin urmare, reducerea curentului de magnetizare jugul este realizat din oțel electric special. Deoarece fluxul magnetic în transformator variază în timp, pentru a reduce pierderile de curenți turbionari în circuitul magnetic este asamblat din separat izolate electric unul de altul prin foi de oțel. Grosimea foii este selectată cea mai mică, cu atât frecvența tensiunii de alimentare. La 50 Hz grosimea foilor de oțel este luată egală cu 0,35 - 0,5 mm. Foaia de izolație este realizată de film cel mai frecvent lac, care este aplicat pe ambele fețe ale fiecărei foi.
Miezul magnetic distinge tije și jug. Rod - este acea parte a circuitului magnetic pe care înfășurarea și jugul - partea care nu este de susținere a înfășurărilor și servind magnetic pentru circuitul (figura 1.).
În funcție de poziția relativă a tijelor, juguri și înfășurări ale miezurilor magnetice sunt împărțite în miez și armura. Miezul miezurilor magnetice ale jugului adiacente fețele frontale ale înfășurărilor nu acoperă suprafețele lor laterale. Armura miezurilor magnetice jug acoperă nu numai fața, ci, de asemenea, suprafața laterală a bobinei, ca și în cazul în care acoperă armura lor.
transformatoare monofazate magnetice sunt prezentate în Fig. 2 și 3. Într-un circuit magnetic blindat (Fig. 2) are un bar și două juguri care acoperă înfășurări.
La fiecare jumătate de jug închide fluxul magnetic al tijei, astfel încât suprafața secțiunii transversale a fiecărui jug de 2 ori mai mică decât suprafața de tijă transversală. Miezul magnet tijă (fig. 3) există două tije, fiecare dintre acestea fiind situate la jumătate din înfășurările 1 și 2. Jumătățile fiecărei înfășurări sunt interconectate în serie sau în paralel. Cu acest aranjament, înfășurările sunt reduse de flux de scurgere și caracteristicile îmbunătățirea ale transformatorului.
Limitarea pieselor de încălzire ale izolației transformatorului este limitată, serviciul termenul care depinde de temperatura de încălzire. Cea mai mare puterea transformatorului, cu atât mai puternic trebuie să fie sistemul de răcire.
transformatoare de răcire a aerului natural efectuate prin convecție naturală de aer și de radiații în aer parțial. Astfel de transformatoare sunt numite „uscate“. Legat de denote răcire naturală în execuție deschisă C. sub performanță de protecție - SOC când sigilate de SG, cu circulatie fortata a aerului (suflat) - SD.
excesul de temperatură admis peste temperatura de uscare a mediului înfășurărilor transformatorului depinde de clasa de izolare conform standardului GOST 11677-85 și trebuie să fie mai mică
60 ° C pentru clasa A,
75 ° C - pentru clasa E
80 ° C - pentru clasa B
100 ° C - pentru clasa F,
125 ° C - Clasa H
Acest sistem de răcire este ineficient, cu toate acestea utilizate pentru transformatoare de putere de până la 1600 kW la o tensiune de 15 kV.
răcirea uleiului natural (M) este satisfăcută pentru transformator de putere la 16.000 kVA. În aceste transformatoare căldura produsă în înfășurările și circuitul magnetic este transmis ulei care circulă prin rezervor și radiatoare, și apoi - aerul ambiental. La sarcină nominală a transformatorului, în conformitate cu normele de exploatare tehnică (PTE), în temperatura uleiului din top, majoritatea straturilor încălzite nu trebuie să depășească + 95 ° C
Pentru o emisie mai bună a căldurii în mediu a cuvei transformatorului este prevăzut cu nervuri sau tuburi de răcire radiatoare în funcție de puterea.
Ulei de răcire cu suflare și circulația naturală a uleiului (D) este utilizat pentru transformatoare mai puternice. În acest caz, răcitoarele cu balamale ale tuburilor de radiator plasate ventilatoare. Ventilatorul aspiră aer și suflă încălzit de sub partea superioară a tuburilor. Pornirea si oprirea ventilatorului este calculată automat în funcție de temperatura uleiului de încălzire și sarcina. Transformatori cu o astfel de răcire poate funcționa la explozie complet deconectat, dacă sarcina nu depășește 100% din valoarea nominală, iar temperatura straturilor superioare ale uleiului nu este mai mare de 55 ° C, și independent de sarcină, la temperaturi scăzute, iar temperatura uleiului nu este peste 45 ° C ( PTE). Temperatura maximă admisibilă a uleiului în straturile superioare ale transformatorului în timpul funcționării la sarcina nominală de 95 ° C
aer forțat răcirea tuburilor de radiator îmbunătățește condițiile de ulei de răcire și, deci înfășurările și circuitul magnetic al transformatorului, care permite astfel de fabricare a transformatoarelor de pana la 80.000 kVA.
răcirea uleiului și suflat cu circulație forțată a uleiului prin răcitoarelor de aer (DTS) este utilizat pentru transformatoare de putere 63000 KW și mai mari. Aparate de racire constau din tuburi cu aripioare subtiri, suflate de fanii din afara. Electric încorporat în liniile de petrol, creând o circulație continuă forțată a uleiului prin răcitor. Din cauza ratei de circulație ridicat de ulei, răcire ridicată de suprafață și răcitoare intensive dutyu au emisivitate mare și compactitate. O astfel de răcire poate reduce semnificativ dimensiunea transformatoarelor. Chillere pot fi instalate împreună cu transformatorul pe aceeași fundație sau o fundație separată lângă cuva transformatorului.
ulei de circuit de răcire cu circulație forțată și suflat prin uleiul răcitoare de aer: 1 - cuva transformatorului; 2 - ulei electric; 3 - filtru de absorbție; 4 - răcitor; 5 - ventilator de răcire
Oil-apă răcită transformator cu circulație forțată de ulei (L) este dispus, în esență, în același mod ca și răcirea DC, dar, spre deosebire de acesta din urmă răcitoarele în acest sistem constau din tuburi prin care circulă apa, și se deplasează de petrol între tuburi. Temperatura uleiului la intrarea răcitorul de ulei nu trebuie să depășească 70 ° C. Pentru a preveni pătrunderea apei în sistemul de ulei de transformator, presiunea uleiului din răcitorul de ulei, în acest caz, ar trebui să depășească presiunea apei care circulă în ele nu mai puțin de 0,02 MPa (2 N / cm2). Acest sistem de răcire este eficient, dar are un concept de design destul de complex și, prin urmare, utilizat pentru transformatoare de mare putere (160 MVA și mai mult).