Вентиляция и охлаждение силовых трансформаторов в помещениях
Строительные стандарты режима вентиляции и охлаждения
Правильная вентиляция трансформатора в помещении необходима: ограничение циркуляции воздуха приводит к номинальному снижению мощности.
Вентиляция трансформатора должна быть предусмотрена заранее в зависимости от специфики его расположения.
В случаях общего естественного охлаждения (ЕО) вентилятор устанавливается с целью рассеивания естественной тепловой конвекции, вырабатываемой всеми работающими трансформаторами и всем сервисным оборудованием, находящимся в помещении. Хорошая вентиляция предусматривает отверстие в нижней части помещения для притока свежего воздуха и выходное отверстие на противоположной стороне в верхней части помещения для оттока воздуха. Следует отметить, что ограничение циркуляции воздуха приведет к уменьшению номинальной мощности силового трансформатора.
Принудительная вентиляция в помещении необходима в случае, если температура окружающей среды выше 20`C, маленькой площади помещения, частых перегрузок оборудования или при плохой естественной циркуляции воздуха.
Вытяжной вентилятор при этом будет позиционироваться в верхней части помещения и служить терморегулятором. Расчет и установка вентиляции должны быть адаптированы к количеству теплопотерь трансформатора, другого оборудования и изменениям локального давления, которое возникает между входящим и выходящим потоком воздуха. Также следует учитывать площадь и особенности помещения.
Символы режимов охлажденияРежим охлаждения трансформаторов выпущенных за рубежом определяется четырьмя буквами, значения которых приведены ниже в таблице.
Первая буква: внутренняя охлаждающая жидкость, находящаяся в контакте с обмотками:
О – минеральное масло или изоляционная синтетическая жидкость с точкой воспламенения 300`C
К – изоляционная жидкость с точкой воспламенения >300`C
L – изоляционная жидкость с неизмеряемой температурой воспламенения
Вторая буква: циркуляционный режим внутреннего теплоносителя:
N – естественно-принудительная циркуляция через обмотки и систему охлаждения
F – принудительная циркуляция через систему охлаждения и термосифонная циркуляция в обмотках
D – принудительная циркуляция через систему охлаждения и систему, направленную на охлаждение по меньшей мере основных обмоток
Третья буква: внешний охлаждающий агент:
A – воздух
W – вода
Четвертая буква: циркуляционный режим внешнего теплоносителя:
N – естественная конвекция
F – принудительная циркуляция (насосы, вентиляторы)
Типы рисков, классификация требований
F: огонь F0, F1, F2
Е: экологичность Е0, Е1, Е2
С: климатический С1, С2
Примеры:
Трансформатор с минеральным маслом «Minera» с:
- естественным охлаждением типа ONAN;
- добавочными вентиляторами на радиаторах, соответствующими типу ONAN;
- возможностью управления с вентилятором или без него ONAN/ONAF.
Сухой трансформатор имеет:
- охлаждение типа AN;
- возможность добавления вентиляторов типа AF:
- возможность эксплуатации с вентилятором или без него, согласно типу AN/AF (1)
- Возможно только в том случае, если мощность трансформатора в ONAN или AN меньше, чем в ONAF или AF.
Стандарты определяют и указывают множество параметров, характеризующих специфику исходного трансформатора. Среди прочего:
- условные обозначения охлаждения, помогающие идентифицировать используемую технологию;
- уровни изоляции;
- условия нормального обслуживания;
- пределы повышение температурного режима и т.д.
Свыше 350 кВт становится выгоднее использовать двигатели НТА. Эти двигатели работают при напряжениях, варьирующихся от 2.2 кВ до 13.8 кВ.
Свыше 1500 кВт использовать только двигатели НТА. Почти 80% моторов этого типа представляют собой трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Их предпочитают за:
- простоту и надежность;
- возможность прямого пуска;
- адаптированность к большим нагрузкам.
В диапазоне свыше 100 кВт имеются также неплохие двигатели ВТ, аналогичные по характеристикам моторам НТА. Однако мощность двигателей ВТ ограничена текущими значениями, что становится существенным параметром при увеличении мощности. Это делает более дорогостоящим установку и эксплуатацию двигателя, оборудования, кабелей и т.д.
Например: двигатель 1500 кВт при 600В требует в стабильном состоянии около 1500 А. Свыше 350 кВт, и/или если линия питания длинная потери напряжения будут существенны. В этом случае целесообразно использовать двигатели марки НТА. Эти двигатели в большинстве своем трехфазные и поставляются в стандартном напряжении: 2.2 – 3 – 3.3 – 5 – 5.5 – 6 – 6.6 – 7.2 – 13.8 кВ на 50 Гц.
Стандарты и нормыУстановкаУстановка двигателей НТА должна соответствовать стандарту, а также директиве, относящейся к работам, к которым они предназначены.
Конструкция- для двигателей НТА, в отличие от двигателей ВТ, где потребность во взаимозаменяемости привела к рационализации, нет реального стандарта. Каждый производитель вправе предлагать свои диапазоны работы двигателей.
- для пускателей двигателей НТА стандарт «МЭК60470 (Контакторы для переменного высоковольтного напряжения и стартеры двигателей с контакторами)
Асинхронные двигатели считаются почти универсального применения. Их характеристики крутящего момента пригодны для большого спектра применения, в частности для таких машин, как центробежные насосы, компрессоры, преобразователи напряжения, станки и вентиляторы. Тем не менее, эти двигатели имеют довольно низкие показатели мощности, порядка 0.8-0.9 при полной нагрузке и снижающиеся при низкой нагрузке. Кроме того, для больших асинхронных двигателей с установленной мощностью необходимо обеспечить компенсацию активной мощности.
| Типы двигателей | Характеристики, преимущества и недостатки применения |
| Асинхронные двигатели | |
| Синхронные двигатели |
Выбор режима запуска необходимо заранее обговорить с производителем двигателя и оборудования, а также с поставщиком электроэнергии.