Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для охлаждения трансформаторов.
Повышение температуры окружающей среды (преимущественно в летний период) влечет перегрев силовых трансформаторов, предназначенных для работы в нормальных условиях, т.е. при температуре 20-25°С. В частности, это особенно наблюдается в южных районах Республики Таджикистан, где в летнее время температура воздуха достигает 50-55°С.
В результате повышения температуры происходят аварийные ситуации в энергетических сетях, а также возрастает риск пожара на подстанциях.
Известна конструкция трансформатора с дутьевой системой охлаждения [1], у которой под радиатором на кронштейнах, прикрепленным к стенкам бака, установлены асинхронные электродвигатели с крыльчатками на валах. Для обдува каждого радиатора устанавливают по два осевых вентилятора с трехфазными электродвигателями.
Как недостатки можно отметить их работу в диапазоне своих эксплуатационных характеристик и постоянный выход из строя при повышении температуры окружающей среды или же перегруженности.
Наиболее близким является устройство для охлаждения трансформатора [2], содержащем радиаторы. На верхней части его корпуса установлен распылитель воды в виде рамы из четырехугольной трубы, перфорированной в нижней части. Распылитель подключен к насосу подачи воды, работу которой контролирует блок управления посредством сигнала, исходящего от датчика температуры, прикрепленного к корпусу трансформатора.
Недостатком прототипа является малая площадь охлаждения и недостаточное обеспечение пожаробезопасности высоковольтных и низковольтных выводов, находящихся в верхней части трансформатора.
Целью является разработка устройства для охлаждения трансформаторов, охватывающего большую площадь, обеспечение более устойчивой и бесперебойной работы трансформаторов в условиях изменения климата и повышения температуры воздуха окружающей среды.
Заявленное изобретение поясняется графическими изображениями Фиг. 1 – 4, где на Фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, на Фиг. 2 - вид сверху, на Фиг. 3 - график изменения температуры по результатам исследований с 29.06.23 по 04.07.23 в Филиале ОАО "Распределительные электрические сети" в г. Бохтар и на Фиг. 4 – сранительный график изменения температуры по исследованиям за этот же период с учетом дополнительного оснащения трансформатора охлаждающим устройством, где синие столбики – штатный трансформатор, светло-коричневые – он же с охлаждающей конструкцией.
Непосредственно на верхних частях радиаторов 2 трансформатора 1 (Фиг. 1, 2) установлены отдельные распылители 3, выполненные из трубы в виде четырехугольных матричных рам и перфорированных в нижних частях по всему периметру. Распылители 3 присоединены к насосу 4 подачи воды, подключенному к источнику воды посредством водоподводящей трубы 5. Блок управления 6, к которому подключен датчик температуры 7, прикрепленный к корпусу трансформатора 1, также имеет подключение к насосу 4.
Устройство работает следующим образом.
При перегрузке и повышении температуры трансформатора 1 с датчика температуры 7 в блок управления 6 поступает сигнал. После чего, включается насос 4 и подает воду в распылители 3, которые разбрызгивают ее на радиаторы 2. Благодаря матричной конструкции распылителей 3 вода максимально покрывает площадь радиаторов 2 и стекая сверху, охлаждает их, что ведет и к понижению температуры нагретого трансформатора 1.
При охлаждении до допустимой рабочей температуры трансформатора 1 и после получения блоком управления 6 соответствующего сигнала датчика 5, насос 4 выключается и прекращается подача воды.
Испытание заявленного устройства проведено в Филиале ОАО "Распределительные электрические сети" в г. Бохтар Республике Таджикистан, где в летний период из-за сильной жары и повышенного энергопотребления номинальная температура 23% трансформаторов превышает норму, что приводит к ограничению энергоиспользования.
Проведенные с 29 мая по 4 июля 2023 года исследования показали, что максимальная температура трансформатора повышается от 62 до 65°С (Фиг. 2). При использовании заявленного охлаждающего устройства (Фиг. 3) максимальная температура трансформатора понизилась до 50°С и держалась стабильно.
Таким образом, заявленное техническое решение позволяет понижать температуру трансформаторов в жаркий период года, повысить надежность их работы, избежать установление ограничений на энергопотребление. Кроме того, работоспособность масла в трансформаторах увеличивается, а надежность работы энергосистемы повышается.
