Способ охлаждения электрическогоАппАРАТА Советский патент 1981 года по МПК H01F27/10 

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АППАРАТА

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к трансформатрростроению, и может найти применение в СИЛОВЫХ трансформаторах с ждцким хладоагентом, например в масляных трансформаторах. Известен спосоЬ охлаждения трансформатора, обеспечивающий достаточно интенсивный теплообмен, который заключается в обеспечении циркуляции газа внутри герметичного бака с по-, мощью насоса. Теплопередача из внутренней полости бака в окружающую сре ду осуществляется посредством замкнутой системы, охлаждения, заполненной .легко испаряющейся жидкостью теплоносителем. Охлаждение газа внутри бака осуществляется посредством теплоносителя, прокачиваемого через внутренний радиатор. В свою .очередь охлаждение теплоносителя производят путем испарения его при кипении в трубах внутреннего радиатора с после дующей конденсацией во внешнем радиаторе 1. - Недостатком известного способа является сложность его и громоздкост Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига емо результату является способ охлаждени электрического аппарата, например трансформатора с жидким хладоагентом, заключающийся в обеспечении циркуляции хладоагента в баке электрического аппарата с одновременным его охлаждением в радиаторе Г Недостатком этого способа является большой градиент температур между деталями и маслом вследствие большого теплового сопротивления между ними. Опытные данные показывают, что основной переход тепла от нагревают щихся деталей трансформатора к маслу осуществляется в тонком прилегающем слое толщиной 1,5 мм, что затрудняет отбор тепла от трансформатора. Кроме того, движение масла в баке при таком способе, охлаждения относительно медленное и не обеспечивает достаточной интенсивности теплообмена. Повышение эффективности охлаждения позволило бы, с одной стороны, уменьшить габариты, увеличить полезную нагрузку и сократить потери энергии в охлаждающих устройствах обычных трансформаторов, а с другой стороны - обеспечить нормальный режим трансформаторов с повышенным тепловыделением, например, снабженных тиристорным переключателем ответвлений, расположенным в общем баке. Цель изобретения - интенсификация теплообменник процессов в баке трансформатора. Указанная цель достигается тем, что согласно способу охлаждения электрического аппарата, например трансформатора с жидким хладоагентом, заключающемуся в обеспечении циркуляции хладоагента в баке электрического аппарата с одновременным охлаждением его в радиаторе, в ниж нюю часть бака нагнетают под давлением газ с высокой электрической прочностью и малой химической активностью, например элегаз, а вьвделянмци ся при этом газ отводят из верхней части бака охлаждают и вновь .подают в нижнюю часть бака. При таком способе охлаждения интенсивность теплообменных процессов повышается за счет разрушения тонкого прилегающего слоя хладоагента пузырями газа и перемешивания его с другими, менее нагретыми слоями, за счет чего уменьшается тепловое сопротивление между нагревающимися дета лями трансформатора и хладоагентом, интенсивного перемешивания всех слоев хладоагента и выравнивания их тем ператур; увеличения интенсивности теплообмена со стенками бака; отбора тепла на нагрев предварительно охлаждённого газа; бурного выделения газа с поверхностного слоя хладоаген та, имекяцего обычно самую высокую температуру. Кроме то.го, реализация способа дает дополнительный эффект, заключаю щийся в постоянном самоочищении охлаждающего агента (масла) от механических примесей и загрязнений вслед ствие выноса их на поверхность, где они скапливаются в виде пены, котору нетрудно удалить. На чертеже.схематически-изображено устройство, иллюстриругадее предл гаемый способ. . ; Устройство содержит трансформатор 1, помещенный в герметичный бак 2, наполненный хладоагентом 3. Трансфор матор 1 снабжен системой охлаждения обеспечивакяцей циркуляцию хладоаген та 3 в баке 2с одновременным охлаж дением в радиаторе 4. Для интенсификации теплообменных процессов в нижнюю часть бака 2 с помощью компрессора 5 нагнетают газ с высокой электрической прочностью и малой химической активностью, например шестифтрристую серу S Fg (элегаз) или смесь: 50% элегаза и 50% азота, а также другие фторорганические соединения, например , 2% образующие пузыри диаметром до 30 мм, движущиеся вертикально вверх. Выделякадийся на поверхности хладоагента 3 газ отводят из верхней .части бака 2 с помощью трубы 6 и подают в радиатор 7. После охлаждения газа в радиаторе 7 его подают во всасывающую полость компрессора 5, и процесс повторяется. При работе такой системы возможны йезначительные утечки газа. Для восполнения этих потерь служит резервный запас газа, помещенный в баллон 8, находящийся под давлением порядка 150 атм и снабженный редуктором. При падении давления газа в системе ниже установленного значения срабатывает автоматический клапан 9 и пропускает небольшое количество газа из баллона 8 в систему. Коэффициент теплоотдачи за счет использования предложенного способа повышается в 1,5-2 раза. Формула изобретения Способ охлаждения электрического аппарата, например трансформатора с жидким хладоагентом, заключающийся в обеспечении циркуляции хладоагента в баке электрического аппарата с одновременным охлаждением его в радиаторе, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообменных процессов, в нижнюю часть бака нагнетают под давлением газ с высокой электрической прочностью и малой химической активностью, например элегаз, а вьщелякщийся при этом газ отводят из верхней части бака, охлаждают и вновь подают в нижнюю часть бака. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 2947798, кл. Н 01 F 27/10, 1960. 2.Голунов А. М. и др. Охлаждающие устройства масляных трансформаторов. М. , Энергия, 1976, с. 89.

К