Охолодження трансформаторів

При експлуатації електричних трансформаторів деяка частина електроенергії, що трансформується їм, безповоротно втрачається, з цієї причини корисна потужність силового трансформатора, яка віддається їм у навантаження споживачам, в деякій мірі менша від тієї потужності, яка береться їм з електромережі джерела. Така втрата електроенергії має місце як в самому муздрамтеатрі електричного трансформатора, так і в його наявних обмотках.

Існуюча втрата енергії в робочих обмотках електричного трансформатора «Р» прямо пропорційна квадрату щільності електричного струму, а також самому вазі дроти «G». При підвищенні електромагнітної індукції збільшуються і енергетичні втрати в сталі трансформатора, а при збільшенні щільності електроструму – реальні втрати в електричних проводах обмоток трансформатора. Втрати енергії перетворюються в тепло, тим самим поступово нагріваючи електричний трансформатор. Дане тепло виходить від поверхні силового трансформатора і розсіюється в навколишньому середовищі.

Охолодження трансформаторів, а точніше його нагрітих частин відбувається за рахунок теплового випромінювання, конвекції і теплопровідності. Далі виділене тепло відводиться в навколишнє середовище в основному з вільних площ електричного трансформатора (це поверхня обмотки і поверхню ярма трансформатора). Для збільшення поверхневої площі охолодження трансформатора роблять спеціальні вентиляційні канали.

Внутрішні елементи муздрамтеатру трансформатора і його обмоток передають тепло наявними поверхневим частинам за рахунок фізичної теплопровідності. Кількість тепла, яке віддається під зовнішньою середу, в першу чергу залежить як від самої поверхні охолодження трансформаторів, так і від безпосередньої різниці температур розігрітих елементів електричного трансформатора і зовнішнього середовища. Температура в пристрої спочатку збільшується швидко, оскільки незначна різниця температур.

Від сюди слід, що кількість тепла, що розсіюється в навколишньому середовищі, також незначно і основна втрата електроенергії в трансформаторі, природно, витрачається на його розігрів. У міру того, як збільшується температура трансформатора, швидкість її наростання зменшується. Температура трансформатора збільшується до деякого сталого значення «Т», при якому реальна кількість тепла, що виділяється на трансформаторі, повністю розсіюється у зовнішньому середовищі.

Використання в електричних трансформаторах різних ізоляційних матеріалів неоднаково впливають на збільшення температури пристрою. Як правило, паперова ізоляція з ладу виходить раніше за інших компонентів. Паперова діелектрична ізоляція в маслі тривало витримує підвищену температуру до 105 ° С без значного зниження ізоляційних якостей. При розігріві пристрої до температури понад гранично допустимої починається прискорене старіння діелектричної ізоляції, тобто вона надто швидко починає втрачати свою механічну і електричну, а це веде до подальшого виходу з ладу електричного трансформатора.

У ГОСТ 11677-65 прописані для деяких частин електричного масляного трансформатора такі максимальні перевищення температури над охолоджуючої температурою повітря, що прирівнюється 40 ° С: електричні обмотки (по вимірюванню внутрішнього опору) 65 ° С; муздрамтеатр (на безпосередній поверхні) 75 ° С. Ця температура враховує коливання температури протягом року і доби, а також зміни навантаження трансформатора.

Розігрів електричного трансформатора в першу чергу залежить від реальних втрат електроенергії і самої інтенсивності охолодження трансформатора. Отже, чим сильніше охолодження трансформатора, тим більше вище будуть втрати (допустимі) електроенергії. Для електричних трансформаторів різних потужностей безпосередні умови охолодження, теж будуть різні. Тобто, чим вище електрична потужність трансформатора, тим важче буде робити його охолодження. Наприклад, охолодження трансформаторів малих потужностей здійснюється простим повітряним охолодженням. Для електричних силових трансформаторів великої потужності використовують спеціальні системи інтенсивного охолодження (вентиляційні канали, масляне охолодження, обдув бака і т.д.).

Посилання на основну публікацію