Существует несколько видов наиболее распространенных охладителей, отличающихся друг от друга в основном только типом оребрения труб.
Конструкция охладителя довольно проста (рис. 70). Охладитель состоит из нескольких рядов труб, вваренных или развальцованных в трубные доски. Вверху и внизу охладителей имеются масляные камеры с патрубками. К патрубку верхней камеры присоединяется электронасос, а к патрубку нижней камеры — струйное реле. На кронштейнах, укрепленных на охладителе, устанавливаются осевые вентиляторы. Обычно охладитель снабжается тремя вентиляторами с направляющими воздушный поток диффузорами.
Масло в охладителе циркулирует по трубкам. Для создания большой поверхности охлаждения при относительно небольших габаритах охладителя трубки подвергаются оребрению. Существует несколько видов оребрения. Некоторые из них показаны на рис. 71—73:
на стальные трубки насажены тонкие стальные пластинки с шагом 2,5 мм;
спирально-навивные трубки, т. е. стальные трубки, обвитые тонкой стальной лентой шириной 10 мм, которая припаивается к трубкам;
также спирально-навивные стальные трубки, но с навивкой на них проволочной спирали из стальной проволоки диаметром 0,5 мм и
спирально-накатные, т. е. алюминиевые трубы, на которых на специальном станке нарезаются (накатываются) ребра высотой также 10 мм.
Навивка проволоки на трубки является наиболее прогрессивным способом изготовления оребренных труб. Во всех случаях внутренний диаметр трубок не превышает 20 мм; толщина трубок равна 1,5—2 мм. Применение трубок малого диаметра оказалось возможным благодаря принудительной циркуляции масла в них. Интенсивный обдув охладителя позволяет применить небольшой шаг ребер 2,5—5 мм. Сумма наружных поверхностей оребренных трубок представляет полную поверхность охлаждения.
Рис. 70. Эскиз конструкции охладителя.
1 — насос с электродвигателем; 2 — охладитель; 3 — вентилятор с электродвигателем.
Рис. 71. Трубки с пластинчатым оребрением.
Рис. 72. Трубка со спирально-навивным оребрением, выполненным металлической лентой.
Насос системы своим всасывающим патрубком присоединяется через запорную задвижку к верхней части бака трансформатора; нагнетательный патрубок насоса присоединяется к верхней камере охладителя (рис. 70). В этой системе применяется центробежный бессальниковый фланцевый электронасос. Насос и двигатель имеют общий вал и смонтированы в одном корпусе или имеют разные корпуса, которые соединяются при помощи фланцев на уплотняющей резиновой прокладке.
Рис. 73. Виды оребрения трубок.
а— спирально-накатное оребрение (алюминий); в — спирально-завивное оребрение, выполненное стальной проволокой; 1 — проволочная спираль; 2 — проволока-обвязка (прикрепляет проволочную спираль к трубке с последующим оцинкованнем); 3 — трубка.
Существуют два типа насосов. Первый тип (рис. 74)—угловой насос, т. е. обычный центробежный насос, в котором масло, засасываемое через всасывающий патрубок 1, попадает в турбину 2 и под углом 90° выходит через нагнетательный патрубок 4. В этом случае только небольшая часть масла попадает в двигатель, охлаждает его и по полому валу возвращается в насос.
Рис. 74. Бессальниковый электронасос типа ЭЦТ 63-10.
1 — всасывающий патрубок; 2 — турбина насоса, установленная непосредственно на валу электродвигателя; 3 — коробка зажимов; 4 — нагнетательный патрубок.
Второй тип — прямоточный насос. Это также центробежный насос, но его патрубки — всасывающий 5 и нагнетательный 1 находятся на одной оси (рис. 75). Масло с турбины насоса 4 поступает в пространство между корпусом двигателя и обмоткой статора, проходит в этом пространстве и выходит через нагнетательный патрубок. Электронасосы таких типов имеют габариты значительно меньше, чем агрегаты с отдельно установленным электродвигателем и насосами (рис. 53). Обдувание охладителей осуществляется осевыми вентиляторами, которые располагаются один над другим. Обдувание происходит в большинстве случаев в сторону бака
трансформатора. Некоторые зарубежные фирмы, в частности английская British Thomson Hauston (Бритиш Томсон Хаустон), применяют для обдува охладителей двухскоростные двигатели вентиляторов. Благодаря этому они получили возможность построить охладитель с двумя ступенями отводимых потерь, например, 70 и 100 кет при превышении температуры масла над температурой окружающего воздуха 40° С.
прямоточный бессальниковый насос.
1 — нагнетательный патрубок; 2 — коробка зажимов; 3 — электродвигатель; 4 — турбина насоса; 5 — всасывающий патрубок.
Контроль за циркуляцией масла в охладителе осуществляется при помощи струйного реле (рис. 76).
Струйное реле представляет собой прибор, показывающий и сигнальный, Прибор помещается в отрезке трубы 5, имеющей фланцы для присоединения к маслопроводу. Основным элементом реле является заслонка 1, которая устанавливается перпендикулярно оси трубы, если масло в маслопроводе не циркулирует. Заслонка связана с постоянным магнитом 6. Когда начинается циркуляция масла, заслонка поворачивается и устанавливается параллельно оси трубы (потоку масла). Магнит, связанный с заслонкой, также поворачивается и увлекает магнит, связанный со стрелкой прибора 8, которая показывает направление потока масла и наличие его циркуляции. Со стрелкой связан замыкающий ртутный контакт 7, который при внезапном прекращении циркуляции масла поворачивается и замыкается. Персонал станции получает сигнал о ненормальной работе или о прекращении работы системы охлаждения.
Рис. 76. Струйное реле.
1 — заслонка; 2 — пружина; 3 — колпак; 4 — ось; 5 — корпус; 6 — постоянные магниты; 7 — ртутные контакты; 8 — указатель движения масла; 9 — стекло; 10— консоль; 11 — коробка выводов сигнальной системы.
Воздушно-масляные охладители в настоящее время изготовляются и устанавливаются на трансформаторах Запорожским трансформаторным заводом (ЗТЗ), заводом «Уралэлектроаппарат», а также Электрозаводом на передвижных и мощных стационарных трансформаторах.
На Запорожском трансформаторном заводе (ЗТЗ) для первых трансформаторов, которые снабжены воз- душно-масляным охлаждением, сконструирована и установлена система ДЦ (дутьевая циркуляционная) и проведена большая работа по исследованию воздушно-масляного охлаждения.
Эта система охлаждения ДЦ состояла из четырех связанных между собой калориферов типа КФБО-11 со спирально-навивным ленточным оребрением стальных оцинкованных труб. Она имела два четырехлопастных вентилятора типа МЦ-8 и один насос типа 6К-12а. Посредством установки данной системы на баке трансформатора отводилось 250 кет потерь. Но эта система требует большого расхода электроэнергии в силу неудовлетворительных аэродинамических характеристик калориферов КФБО со спирально-навивными трубами в результате завихрения потока воздуха у гофрированной поверхности ленточного оребрения.
В результате новых поисков наиболее рациональных охладителей на ЗТЗ сконструирован охладитель, собранный из алюминиевых труб с накатным оребрением. Такие трубы имеют значительно меньшее аэродинамическое сопротивление и более высокие коэффициенты теплопередачи, чем спирально-навивные трубы с ленточным оребрением.
