Режимы охлаждения

У трансформаторов с естественным масляным охлаждением нельзя регулировать степень охлаждения масла и обмоток, поскольку она зависит от температуры окружающего воздуха.
Трансформатор, снабженный дутьем, может нести при отключенном дутье нагрузку на 30% меньше номинальной. Таким образом, при наличии общего вентилятора нагрузка трансформатора в случае отказа вентилятора не может быть более 70% номинальной, а при индивидуальном дутье отказ одного вентилятора не вызывает снижения нагрузки.

У трансформаторов с принудительной циркуляцией масла и дутьем, имеющих несколько охладителей, выход из работы одного охладителя не вызывает значительного снижения нагрузки.

То же самое можно сказать и о трансформаторах с водяным охлаждением. При наличии одного насоса циркуляции масла или воды потребуется снятие нагрузки с трансформатора в случае отказа в работе насосов. Трансформаторы с водяным охлаждением в этом отношении еще более чувствительны к прекращению циркуляции, чем трансформаторы с централизованным дутьем.

Трансформаторы, снабженные дутьевым охлаждением, рассчитаны таким образом, что при температуре верхних слоев масла, не превосходящей 55° С, они могут нести номинальную нагрузку при отключенном дутье. При повышении температуры выше 55° С дутье должно включаться в работу, даже если нагрузка меньше номинальной. Если трансформатор работает с нагрузкой более номинальной, то работа с отключенным дутьем запрещается, так как при этом обмотка значительно перегревается, что приводит к ускоренному износу изоляции.

Работа трансформатора, снабженного дутьевым охлаждением, без дутья при нагрузке более 70% номинальной соответствует режиму перегрузки. Так, номинальная нагрузка без дутья соответствует 130% нагрузки при дутье. Такие режимы нужно рассматривать как перегрузочные и допустимость такой нагрузки по величине и длительность должны определяться в соответствии с правилами использования нагрузочной способности трансформатора.

Указанный выше предел температуры 55° С, до которого допустима работа без дутья, связан с температурой окружающего воздуха. Практически длительно такой режим может осуществляться при температуре наружного воздуха в пределах —10 —20° С.

Трансформаторы с принудительной циркуляцией масла через обдуваемые охладители не допускают длительной работы без циркуляции масла или без дутья. Допустимо в аварийных условиях нести нагрузку до номинальной включительно без дутья и циркуляции масла до тех пор, пока температура верхних слоев масла не достигает 75° С. Если температура масла в момент отключения равна 75° С, то номинальную мощность трансформатор может нести не более 10 мин. Работа только без дутья или только без циркуляции масла не регламентируется, так как эти режимы не дают существенного облегчения нагрева обмотки. При отсутствии циркуляции масло не может перемещаться самостоятельно за счет конвекции вследствие большого сопротивления насоса и трубок охладителей, а при отсутствии дутья охлаждение необдуваемыми охладителями малоэффективно, потому что конвективный отвод тепла от трубок не предусмотрен. Воздух между трубками, близко расположенными друг к другу и снабженными ребрами, будет застаиваться и отвода тепла будет недостаточно.

Аналогично и у трансформаторов с водяным охлаждением масла, у которых масло насосом прогоняется через водяные охладители, отвод тепла без циркуляции масла недостаточен, так как бак имеет гладкую поверхность стенок, площадь которой недостаточна для отвода тепла за счет теплоизлучения и конвективного тока воздуха снаружи стенок бака. В нормальных условиях длительная работа без циркуляции не допускается даже при холостом ходе трансформатора, так как потери холостого хода значительно нагревают сердечник и масло.

Однако учитывая, что температура масла и обмотки при прекращении циркуляции воды повышается не сразу, можно допускать на 1 ч работу трансформатора без циркуляции волы при условии, что температура верхних слоев масла не повысится более допустимой.

Работа трансформатора с масловодяпым охлаждением рассчитана на температуру охлаждающей воды не выше 25° С. Если температура воды повышается, нагрузка должна быть уменьшена на 1 % на каждый градус повышения среднесуточной температуры воды. При колебании температуры охлаждающей воды в течение суток с эпизодическим превышением 25° С, но с сохранением среднесуточного значения 25° С изменять нагрузку в момент повышения температуры воды более 25° С не следует, даже и в том случае, если на этот период невозможно усилить охлаждение (например, увеличением расхода воды или масла). Вместе с тем при колебаниях нагрузки циркуляция масла и воды должна поддерживаться постоянной за исключением тех случаев, когда температура масла снижается ниже +10°С, так как при этом повышается вязкость масла и ухудшается охлаждение обмоток. Регулирование степени охлаждения достигается включением в работу большего или меньшего числа охладителей. Регулировать расход масла и воды задвижками не следует.

Контроль степени охлаждения масла ведется по разности температур на входе и выходе масла из трансформатора. При максимальной температуре воды, равной 25° С, эта разность температур не должна быть меньше 10° С.

Форсировка охлаждения при необходимости (при перегрузках) может быть достигнута посредством подключения на время резервного насоса.

В зимний период при температуре наружного воздуха ниже —40° С, когда масло застывает и значительно увеличивается его вязкость, трансформаторы с дутьевым охлаждением не рекомендуется сразу включать под полную нагрузку, так как из-за отсутствия циркуляции масла могут возникнуть местные перегревы в обмотке. Следует подогреть трансформатор током холостого хода или током нагрузки не более 40—50% номинальной до достижения температуры масла —15°С, после чего допустимо увеличить нагрузку до номинальной.
Дутье может не включаться в работу до достижения в верхних слоях масла температуры 55° С.

В шкафах управления системой масловоздушного охлаждения при температуре наружного воздуха —20° С.

должен быть включен первый подогреватель, а при снижении температуры до —30° С следует включить и второй подогреватель.

У трансформаторов с принудительным масловоздушным охлаждением циркуляция масла должна быть включена не позднее чем через 10—15 мин после включения трансформатора в работу с нагрузкой, близкой к номинальной, а вентиляторы могут не включаться до повышения температуры масла до 45—50° С. Перед включением в работу трансформаторов, снабженных выносными охладителями (установленными вблизи трансформатора на отдельных фундаментах), в зимнее время следует включать в работу насосы циркуляции масла (при температуре окружающего воздуха ниже — 35°С).

Во избежание перегрузки электродвигателей насосов все электродвигатели должны быть включены одновременно.

При отключении трансформатора с масловоздушным охлаждением из работы и оставлении его в резерве никаких операций с вентилями в системе охлаждения и ключами управления в шкафу управления электродвигателями производить не требуется.

Если трансформатор выводится в ремонт (без слива масла и демонтажа системы охлаждения), задвижки на маслопроводах рекомендуется закрывать, а в шкафу управления следует снять предохранители в цепи питания.

У трансформатора с масловодяпым охлаждением при оперативном отключении необходимо только закрыть задвижки на выходе масла и воды, если схемой автоматики не предусмотрено автоматическое их закрытие. При выводе трансформатора в длительный ремонт или выводе в ремонт системы охлаждения необходимо закрыть все задвижки и немедленно открыть спускные краны воды и масла. Зимой при включении неработавшего трансформатора необходимо сначала прогреть масло до +10° С посредством включения насосов циркуляции масла, а затем уже пускать воду в охладители. Если одновременно включить циркуляцию переохлажденной воды и масла, имеющего температуру ниже нуля, вода в трубках охладителя может замерзнуть, что вызовет повреждение трубок.