Взрывобезопасная трансформаторная подстанция Советский патент 1991 года по МПК H02B7/06 

Изобретение относится к электротех- / нике, к взрывобезопасным передвижным комплектным трансформаторным подстанциям, предназначенным для электроснабжения производств со взрывоопасной средой,в том числе угольных шахт.

Цель изобретения -экономия активных материалов путем увеличения эффективности охлаждения.

На фиг. 1 показана взрывобезопасная трансформаторная подстанция, продольный разрез, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез, вид со стороны РУНН; на фиг. 3 - частичный разрез оболочки силового трансформатора с установленными внутри направляющими пластинами.

Взрывобезопасная трансформаторная подстанция состоит из заключенных в индивидуальные взрывобезопасные оболочки распределительных устройств высшего напряжения (РУВН) 1 и низшего напряжения (РУНН) 2 с установленной внутри коммутационной аппаратурой и приборами контроля, сухого взрывобезопасного силового трансформатора 3. Трансформатор 3 включает в себя плоский шихтованный магнито- провод 4 с горизонтальными верхним 5 и нижним 6 ярмами, вертикальными стержнями 7, слоевые цилиндрические обмотки 8 с охлаждающими осевыми каналами 9. Между внутренней поверхностью оболочки силового трансформатора 3, верхним ярмом 5 и нижним ярмом 6 и торцами обмоток 8

Qs XI

сл

4D 00 О

образованы два верхних 10 и два нижних 11 продольных канала. На выходе из каждого верхнего продольного канала 10 установлены дугообразные направляющие пластины 12, выполненные, например, из электроизоляционного пластика. На входе в каждый верхний продольный канал 10 установлено по одному нагнетающему вентилятору 13, а на входе в нижние продольные каналы 11 установлены два вентилятора 14 (также по одному на каждый канал), причем они работают на вытяжку - откачивают воздух из нижних продольных каналов 11. Кроме того, вентиляторы 14 и 13 по своим характеристикам (за счет разности скорости вращения) подобраны таким образом, что скорость циркуляции охлаждающего агента (воздуха) в нижних продольных каналах 11 меньшая, чем в верхних продольных каналах 10, направления вращения вентиляторов 14 и 13 противоположны одно другому. За счет этого создается определенная разность давлений воздуха над и под обмотками 8 - вверху давление меньше, а под обмотками 8 давление воздуха больше. Благодаря разности давлений на входе и выходе из осевых каналов 9 обмоток 8 воздух в каналах 9 начинает циркулировать более интенсивно, что приводит к более эффективной их работе.

Привод нижних вентиляторов 14 осуществляется от электромоторов 15 в РУНН 2, при этом одновременно от них осуществляется привод также вентиляторов 16 системы охлаждения распределительного устройства низшего напряжения. Электропривод 17 верхних вентиляторов 13 имеет взрывоза- щищенное исполнение и установлен снаружи на торцовой крышке 18 силового трансформатора 3. Вся подстанция смонтирована на общих салазках 19.

Подстанция работает следующим образом.

При включении подстанции в электрическую сеть под нагрузку в силовом трансформаторе 3 - обмотках 8 и магнитопроводе 4, а также в РУНН 2 выделяются греющие тепловые потери. За счет теплопроводности они передаются внутреннему воздуху в оболочке трансформатора 3, в продольные верхние каналы 10, в осевые каналы 9 обмоток 8, воздуху в оболочке РУНН 2 и нагревают его до значительных температур (50-110°С в разных зонах). В верхние продольные каналы 10 вентиляторами 13 нагнетается охлаждающий агент, например, воздух, который, двигаясь по ним с определенной скоростью, принимает на себя и уносит основную часть тепловых потерь в элементах конструкции силового трансформатора 3.

На выходе из верхних продольных каналов 10 за счет направляющих пластин 12, воздушный поток плавно с малыми гидравлическими потерями изменяет свое направление и за счет отсасывания воздуха нижними вентиляторами 14 попадает в нижние продольные каналы 11, откуда подается к верхним вентиляторам 13 и снова поступает в верхние продольные каналы 10. Таким

0 образом, внутри оболочки силового трансформатора 3 образуется замкнутая, упорядоченная, направленная циркуляция с двух сторон по длине активной части.

За счет принудительной вентиляции

5 резко увеличиваются коэффициенты теплоотдачи со всех нагретых поверхностей элементов конструкции, и тепло интенсивно отводится к внутреннему воздуху, а от него за счет циркуляции достаточно равномерно

0 распределяется на всю охлаждающую поверхность оболочки силового трансформатора 3. Далее с оболочки силового трансформатора 3 тепло путем естественной конвекции рассеивается в окружающую

5 среду. Эффективность охлаждения подстанции с помощью настоящей системы охлаждения резко возрастает и рабочие температуры ее снижаются. Причем значительно более равномерно охлаждаются все

0 основные узлы предлагаемой трансформаторной подстанции по сравнению с известной. Практически отсутствуют перекосы температур как по высоте, так и по длине силового трансформатора 3. Кроме того, эф5 фективность охлаждения обмоток 8 еще дополнительно увеличивается также за счет улучшения циркуляции воздуха внутри осевых каналов 9 под действием разности давлений над и под обмотками 8.

0 Интенсификация охлаждения аппаратуры в РУНН 2 достигается за счет двух уста- новленных в нижней части осевых вентиляторов 16, имеющих общий привод 15с нижними вентиляторами 14. Указанное

5 совмещение привода вентиляторов позволяет сократить их количество в РУНН 2 и одновременно не увеличивать греющие потери в нем. За счет принудительной вентиляции с помощью вентиляторов 16 нагретый

0 воздух во взрывобезопасной оболочке РУНН 2 интенсивно перемешивается, при этом частично охлаждается и отводит тепло равномерно на всю ее охлаждающую поверхность. Далее с поверхности РУНН 2 тепло

5 за счет естественной конвекции наружного воздуха рассеивается в окружающую среду. При этом рабочие температуры комплектующих изделий снижаются и не превышают допустимые значения.

Предлагаемая трансформаторная подстанция лишена недостатков известной и обладает важными преимуществами по сравнению с ней. Увеличение эффективности охлаждения подстанции с помощью предложенной системы позволяет обеспечить заданный расчетный температурный режим силового трансформатора, при этом отсутствуют перекосы и значительные перепады температур основных элементов конструкции, в распредустройстве НН благодаря примененной вентиляции температуры комплектующих изделий не превышают нормируемые значения, в результате чего повышается надежность трансформаторной подстанции. Значительное снижение температур магнитопровода и обмоток позволяет, кроме того, в прежних габаритах и при неизменном расходе активных материалов существенно увеличить мощность трансформаторной подстанции, или при той же мощности снизить удельный расход активных материалов (обмоточной меди, электротехнической стали), а также уменьшить массу и габариты трансформаторной подстанции. Формула изобретения 1, Взрывобезопасная трансформаторная подстанция, содержащая заключенные

во взрывобезопасные оболочки распреде лительные устройства высшего и низшего напряжений, силовой трансформатор, включающий магнитопровод с горизонтальными ярмами и обмотки с осевыми каналами, продольные верхние и нижние каналы между внутренней поверхностью взрывобе- зопасной оболочки, ярмами мэгнитопрово- да и торцами обмоток, вентиляторы, отличающаяся тем, что, с целью экономии активных материалов путем увеличения эффективности охлаждения, вентиляторы установлены на входе в продольные каналы - верхние и нижние силового трансформатора, верхние продольные каналы на выходе снабжены направляющими пластинами, при этом верхние и нижние вентиляторы выполнены с возможностью вращения в разные стороны - верхние с большей скоростью, а нижние - с меньшей.

2. Подстанция поп. 1,отличающая- с я тем, что оболочка распределительного устройства низшего напряжения снабжена вентиляторами, имеющими общий привод с нижними вентиляторами силового трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при констру2 ировании взрывобезопасных трансформаторных подстанций. Цель изобретения - экономия активных материалов путем увеличения эффективности охлаждения. Взрывобезопасная трансформаторная подстанция содержит силовой трансформатор, распределительные устройства высшего и низшего напряжений. Силовой трансформатор помещен во вэрывобезопасную оболочку, между ее внутренней поверхностью и поверхностью трансформатора образованы верхние и нижние продольные каналы. На входе продольных каналов установлены вентиляторы, вращающиеся в противоположные стороны, скорость вращения верхних вентиляторов выше скорости вращения нижних. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

3 12 5891

Ю 15

Л/L.L.

Ч У 7 w - vvx V4x r

YY

Ю 15

/

Фиг.1

11

Фиг.2

W

12

П