Задача выбора корпуса для трансформатора

7.1 О проблеме классификации корпусов:

Проблема классификации корпусов трансформаторов для боксовых подстанций усложнилась под влиянием стандартов. Первоначально в технических условиях на заказ боксовых трансформаторов, разработанных Министерством электроэнергетики Китая, или в стандартах на модульные подстанции, разработанных Министерством машиностроения, не было упоминания о классификации корпусов. Однако после введения в Китае стандарта IEC-1330 (издание 1995 г.) «Высоковольтные/низковольтные предварительно установленные боксовые подстанции» и эквивалентного китайского стандарта GB/T17467-1998 появились положения о классификации корпусов. Статья о корпусах в IEC-130 (издание 1995 г.) приводится ниже:

1.3.12 Класс корпуса:

В нормальных условиях эксплуатации, указанных в разделе 2.1 настоящего стандарта, разница между повышением температуры трансформатора внутри корпуса и повышением температуры того же трансформатора вне корпуса, номинальное значение (мощность и потери) трансформатора соответствует максимальному номинальному значению предварительно установленной подстанции.

4.11 Номинальный класс корпуса

Номинальный класс корпуса — это класс корпуса, соответствующий максимальной номинальной мощности сборного пункта.

Номинальный класс корпуса используется для определения коэффициента нагрузки трансформатора, чтобы температура трансформатора не превышала пределов, указанных в IEC76 или IEC726 и описанных в приложении D.

Существует три номинальных класса корпуса: уровни 10, 20 и 30 соответствуют максимальной разнице повышения температуры 10K, 20K и 30K соответственно.

С внедрением этого стандарта боксовой трансформатор должен пройти испытание на повышение температуры как внутри, так и снаружи корпуса во время типовых испытаний.

Источник этого правила в стандарте IEC-1330 заключается в том, что средняя температура в Европе ниже, чем в Китае, и большинство его трансформаторов полностью герметичны. Стандарт также предусматривает использование естественного охлаждения. Для различных уровней боксовых трансформаторов результаты испытаний должны быть умножены на коэффициент нагрузки менее 1, поэтому все трансформаторы, установленные внутри, должны работать с пониженной мощностью.

Однако, согласно ситуации в нашей стране, производители боксовых трансформаторов никогда не позволят продавать трансформаторы большой мощности как боксовые трансформаторы пониженной мощности. Поэтому с момента своего появления отечественные боксовые трансформаторы использовали меры продувки и охлаждения на основе температуры, чтобы обеспечить достижение боксовыми трансформаторами выходной мощности установленных трансформаторов.

Промышленный стандарт электроэнергетики DL/T «Высоковольтная/низковольтная сборная боксовая подстанция», введенный в действие 1 сентября 2002 г., определяет уровень корпуса «Уровень 0» для решения этой проблемы.

7.2 О проблеме материала корпуса:

Вопрос о материале внешней оболочки боксового трансформатора также очень важен, и у автора есть постепенное понимание этого. Первоначально, при руководстве совместной работой по проектированию боксового трансформатора, были выбраны антикоррозийные алюминиевые пластины из-за ограничений размера пластин и необходимости предотвращения попадания дождя в стыках, что усложнило конструкцию и потребовало много времени. Позже, некоторые зарубежные продукты рассматривались для использования стальных пластин с двойной внутренней облицовкой и автомобильной краской снаружи в компактных конструкциях, но они не были устойчивы к ветру и песку в северных регионах. Для неметаллических оболочек автор также участвовал в первоначальном оценочном совещании, на котором эксперты указали на недостаточное рассеивание тепла. Это было связано с тем, что во время типового испытания для определения испытания на повышение температуры боксового трансформатора его было непросто пройти из-за недостаточного рассеивания тепла внешней оболочки, что привело к проблеме классификации передней оболочки.

За последние годы практика показала, что боксовые трансформаторы относятся к наружному оборудованию, и их атмосферостойкость требует особого внимания. Независимо от того, какой материал используется для металлического корпуса, его невозможно покрасить целиком, поэтому внешний вид всегда быстро ухудшается. Однако использование корпуса из «GRC» (стекловолокноармированного цемента) показало свои преимущества, поскольку в условиях эксплуатации на открытом воздухе максимальная температура окружающей среды летом может иногда достигать +55 ℃. В то же время лучистое тепло от солнечного света может достигать 1000 Вт/м². Благодаря тому, что его теплопроводность почти в 100 раз меньше, чем у металлов, GRC может выдерживать не только высокие температуры +55 ℃, но и лучистое тепло солнечной энергии, особенно в жаркое лето, когда спрос на электроэнергию высок. В период, когда трансформатор должен работать в режиме перегрузки, боксовой трансформатор с корпусом GRC полностью демонстрирует свое превосходство. Проблема рассеивания тепла может быть решена с помощью вентилятора, который автоматически запускается при повышении температуры для выхлопа.

Кроме того, конденсация не может происходить внутри корпуса GRC, поэтому датчики температуры и нагреватели не требуются в высоковольтной камере для предотвращения конденсации.