Костюков Александр Владимирович, доцент кафедры «Теоретические основы электротехники», кандидат технических наук
344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, д. 2
Kostyukov, Alexander V.,associate professor of the Theoretical Basics of Electrical Engineering Department, Cand.Sci. (Eng.)
344038, Rostov-on-Don, Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya sq., 2
Соломин Владимир Александрович, профессор кафедры «Электрические машины и аппараты», доктор технических наук, профессор
344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, д. 2
Solomin, Vladimir A.,professor of the Electrical Machines and Devices Department, Dr.Sci. (Eng.), professor
344038, Rostov-on-Don, Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya sq., 2
Костюков Александр Александрович,аспирант кафедры «Электрические машины и аппараты»
344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, д. 2
Kostyukov, Alexander A., postgraduate student of the Electrical Machines and Devices Department
344038, Rostov-on-Don, Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya sq., 2
Introduction. Power transformers are the basic equipment of the industrial power systems. One of the key indicators of determining the service lifetime of the transformer including its performance characteristics is the condition and residual life of its isolation. Aging and f insulation deprecation are directly related to the operating temperature of the transformer in use, as well as to the reliable operation of the cooling system. This research direction is up-to-date, especially when it comes to fully rated power transformers.
Materials and Methods. Power transformers of the district substations that feed the industrial and transport enterprises are considered. Modes of power transformers, which are caused by the uneven workload of the phases and short-circuiting, are studied. All these factors lead to the thermal deformation of the power transformer insulation and, as a rule, to the outage of power transformers.
Research Results. The forced cooling system of power transformers, which allows increasing their cooling capacity and the cooling fluid volume, is developed by the authors and described in the paper. Thermal calculations of heating design elements of the power transformers are carried out both in the conventional cooling system and the new one. The comparative analysis and calculations have shown the feasibility of the developed cooling system of power transformers, which allows extending the insulation lifetime. The developed cooling system is forced. The authors used a reserve power transformer tank as an additional expander. This design solution can be implemented for transformers operating at low temperatures, as well as under long-term limit loads.
Discussion and Conclusions. The developed cooling system eliminates the requirement for purchase costs on extra equipment and maintenance support. It can be used at the enterprise power facilities and in the rail transportation.
Введение. Силовые трансформаторы относятся к основному оборудованию систем электроснабжения промышленных предприятий. Одними из основных показателей, определяющими срок службы трансформатора, в том числе его эксплуатационные характеристики, являются состояние и остаточный ресурс его изоляции. Старение и износ изоляции напрямую связаны с температурными режимами работы трансформатора в процессе эксплуатации, а также надёжной работой системы охлаждения. Данное направление научных исследований является актуальным, особенно если речь идёт о силовых трансформаторах, работающих при номинальных нагрузках.
Материалы и методы. В качестве объекта исследования рассматриваются силовые трансформаторы районных подстанций, питающие промышленные и транспортные предприятия. В статье рассмотрены режимы работы силовых трансформаторов, которые обусловлены неравномерной загруженностью фаз и короткими замыканиями. Все эти факторы приводят к температурным деформациям изоляции силовых трансформаторов и, как правило, к выходу из строя силовых трансформаторов.
Результаты исследования. В работе рассматривается разработанная авторами принудительная система охлаждения силовых трансформаторов, которая позволяет увеличить поверхность охлаждения силового трансформатора и объем охлаждающей жидкости. Были выполнены тепловые расчёты нагрева элементов конструкции силового трансформатора при традиционной и предложенной авторами системах охлаждения. Сравнительный анализ и расчёты показали целесообразность использования разработанной системы охлаждения силовых трансформаторов, которая позволяет продлить срок службы изоляции. Разработанная система охлаждения является принудительной. В качестве дополнительного расширителя авторами был использован бак резервного силового трансформатора. Данное конструктивное решение может быть реализовано для трансформаторов, работающих при низких температурах, а также при продолжительных предельных нагрузках.
Выводы. Разработанная система охлаждения не требует больших затрат на приобретение дополнительного оборудования и техническое обслуживание, может быть использована в энергетических хозяйствах промышленных предприятий и на предприятиях железнодорожного транспорта.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.