Нагрев сухих трансформаторов

Опубликовано: 29 Октябрь 2012

охлаждение сухого трансформатора

Классификация трансформаторов

Хотя трансформаторы можно классифицировать по основной конструкции (типу магнитопровода), более практичные виды стандартизированной классификации основаны на назначении трансформатора для конкретного применения и на способе отвода тепла, вызванного потерями в нем.
Существует несколько типов изоляционных рабочих сред.

Две основные группы изоляционных рабочих сред:

  1. Сухого типа
  2. Жидкостные

В этой статье в основном речь пойдет о нагреве сухих трансформаторов и иногда будут делаться сравнения с масляными трансформаторами.

Как обстоит дело с сухими трансформаторами?

Сухие трансформаторы рассчитаны на отвод тепла, появившегося в результате потерь трансформатора, прежде всего за счёт циркуляции воздуха.
У воздуха относительно низкая теплоемкость. Когда воздушная масса проходит над объектом с более высокой температурой, то лишь небольшое количество тепла может быть отдано этим объектом воздухоподогревателю и отведено в окружающую среду.

Жидкости, с другой стороны, способны отводить большое количество тепла.

Хотя трансформаторы с воздушным охлаждением и работают при более высоких температурах, они не способны  отводить тепло так же эффективно, как трансформаторы с жидкостным охлаждением.

Это ещё больше осложняется еще и присущей сухим трансформаторам неэффективностью. Трансформаторные масла и другие синтетические трансформаторные жидкости способны отводить большее количество избыточного тепла.

Сухие трансформаторы особенно подходит для целого ряда применений. Так как в сухих трансформаторы не используется масло, их можно использовать там, где должна быть сведена к минимуму опасность возникновения пожара. Однако поскольку сухие трансформаторы рассчитаны на воздушное охлаждение, а также потому что потери в них, как правило, выше, существует верхний предел их мощности (обычно около 10000 кВА, хотя постоянно разрабатываются более мощные.

Также по причине того, что масло не подходит для повышения диэлектрической прочности изоляции, требуется большее количество изоляции на обмотках и больший зазор её намотки между отдельными витками.

 

Сухой трансформатор

Сухой трансформатор, внешний вид

Сухие трансформаторы могут предназначаться для работы при более высоких температурах, чем масляные (температура поднимается выше 150°C).

Хотя масло способно отводить большее количество тепла, рабочая температура масла должна поддерживаться ниже примерно 100°C для предотвращения ускоренного пробоя масла.

Из-за применяемых изоляционных материалов (стекла, бумаги, эпоксидных смол и т.д.) и использования воздуха в качестве охлаждающей среды рабочие температуры сухих трансформаторов по своей природе более высокие. Важно, чтобы была обеспечена достаточная вентиляция. Хорошим практическим методом является выделение не менее 1,86 квадратных метров на входе и выходе вентиляции в комнате или в шкафу на каждые 1000 кВА мощности трансформатора.

Если известны потери трансформатора, должен быть обеспечен объем воздуха в количестве 2,83 м3/мин. на каждый 1 кВт потерь трансформатора. Сухие трансформаторы бывают с естественным или принудительным воздушным охлаждением.
Самоохлаждаемый сухой трансформатор охлаждается за счет естественной циркуляции воздуха через корпус трансформатора.

Обозначение класса охлаждения этого трансформатора AA. Этот тип трансформаторов рассчитан на то, что конвекционные потоки, создаваемые теплом трансформатора, образуют поток воздуха через катушки трансформатора.

Для увеличения циркуляции воздуха через корпус часто используются вентиляторы. Чтобы направить поток холодного воздуха через  обмотки трансформатора используются жалюзи или решетчатые отверстия. Категория кВА сухих трансформаторов с охлаждением при помощи вентиляторов увеличивается более, чем на 33 процента по сравнению с самоохлаждаемыми трансформаторами сухого типа такой же конструкции.

Обозначение класса охлаждения трансформаторов с охлаждением при помощи вентиляторов или воздушного дутья FA. Производятся сухие трансформаторы с комбинированным естественным и принудительным воздушным охлаждением. Обозначение этого типа трансформаторов ANFA.

Используется также много других типов сухих трансформаторов, и постоянно развиваются новые конструкции. Заполнение бака различными инертными газами или заливка всей сердцевины эпоксидными смолами – это всего лишь некоторые из применяемых в настоящее время методов.

Два преимущества сухих трансформаторов — это то, что в них нет жидкости, которая могла бы вытечь или со временем испортиться, и то, что они практически не пожароопасны.

Важно помнить, что сухие трансформаторы рассчитаны прежде всего на отвод тепла сердечника через наружную поверхность. Хотя они требуют меньшего обслуживания, нужно поддерживать чистоту материалов сердечника и корпуса.

Тонкая прослойка пыли или смазки может выступать в качестве изоляционного слоя и сильно снижать способность трансформатора отводить тепло.

Конструкция сухих силовых трансформаторов (видео):

Ещё по теме:

Оставить отзыв