RU2305352C2

RU2305352C2 - Explosion-safe transformer substation

Info

Publication number: RU2305352C2
Application number: RU2005120041/09A
Authority: RU
Inventors: Николай Андреевич Пелипенко (RU); Николай Андреевич Пелипенко; Ярослав Николаевич Пелипенко (RU); Ярослав Николаевич Пелипенко
Original assignee: Николай Андреевич Пелипенко; Ярослав Николаевич Пелипенко
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-08-27
Also published as: RU2005120041A

Abstract

FIELD: electrical engineering; movable prefabricated explosion-safe transformer substations including those used for mines.

SUBSTANCE: proposed explosion-safe transformer substation has power transformer in explosion-safe enclosure that incorporates magnetic circuit with horizontal top and bottom yokes and windings with axial ducts. Side surfaces of explosion-safe enclosure are made in the form of panels assembled of thin-walled tubes. Panels are joined together and carry cooling liquid radiator and top yoke cooling manifold.. Three fans are installed in bottom part of explosion-safe enclosure opposite magnetic circuit.

EFFECT: enhanced explosion safety and improved thermal characteristics.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к взрывобезопасным передвижным комплектным трансформаторным подстанциям, и может быть использовано при производстве шахтных или рудничных взрывобезопасных трансформаторных подстанций.The invention relates to electrical engineering, namely to explosion-proof mobile complete transformer substations, and can be used in the production of mine or mine explosion-proof transformer substations.

В качестве аналога предлагаемому изобретению предлагается взрывобезопасная трансформаторная подстанция по А.св. СССР №858158, содержащая взрывонепроницаемую оболочку силового трансформатора, взрывонепроницаемые оболочки распределительных устройств высшего и низшего напряжения, которые сообщены между собой посредством взрывонепроницаемых разгрузочных устройств, между стенками которых размещена взрывонепроницаемая набивка из твердого негорючего гранулированного материала. Недостаток известной взрывобезопасной трансформаторной подстанции по Ав.св. №858158 заключается в том, что охлаждение трансформатора, разогревающегося в время работы, недостаточно, а значит и полной взрывобезопасности быть не может.Explosion-proof transformer substation according to A. St. USSR No. 858158, containing a flameproof enclosure of a power transformer, flameproof enclosures of switchgears of higher and lower voltage, which are interconnected by means of flameproof discharge devices, between the walls of which there is a flameproof packing made of solid non-combustible granular material. The disadvantage of the known explosion-proof transformer substation on Av.St. No. 858158 lies in the fact that the cooling of a transformer that heats up during operation is not enough, which means that there can be no complete explosion safety.

Прототипом изобретения является взрывобезопасная трансформаторная подстанция по Ав.св. №1675986, включающая в себя взрывобезопасные оболочки, распределительные устройства высшего и низшего напряжений, силовой трансформатор, состоящий из магнитопровода с горизонтальными ярмами и обмоток с осевыми каналами, продольных верхних и нижних каналов между внутренней поверхностью взрывобезопасной оболочки, ярмами магнитопровода, вентиляторов.The prototype of the invention is an explosion-proof transformer substation on Av.St. No. 1675986, which includes explosion-proof enclosures, switchgears of higher and lower voltages, a power transformer consisting of a magnetic circuit with horizontal yokes and windings with axial channels, longitudinal upper and lower channels between the inner surface of the explosion-proof shell, yokes of the magnetic circuit, fans.

Недостаток прототипа заключается в том, что воздушные потоки организованы в направлении продольной оси подстанции. В этом случае продольный поток не может проникнуть между обмотками, то есть в места наибольшего нагрева. Также недостаточно охлаждается и сильно перегревающееся верхнее ярмо. Перегрев подстанции увеличивает опасность взрыва.The disadvantage of the prototype is that the air flow is organized in the direction of the longitudinal axis of the substation. In this case, the longitudinal flow cannot penetrate between the windings, that is, to the places of greatest heating. Also, the overheating of the upper yoke is not sufficiently cooled. Overheating of the substation increases the risk of explosion.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение взрывобезопасных свойств подстанции при улучшении ее тепловых характеристик.The problem to which the invention is directed is to increase the explosion-proof properties of the substation while improving its thermal characteristics.

Поставленная задача решается следующим образом: боковые поверхности взрывобезопасной оболочки выполнены в виде панели из тонкостенных труб, причем панели соединены между собой, с радиатором охлаждения охлаждающей жидкости и с коллектором охлаждения верхнего ярма, а вентиляторы в количестве трех установлены в нижней части взрывобезопасной оболочки напротив магнитопроводов. Форма взрывобезопасной оболочки в верхней своей части в зависимости от мощности подстанции может изменяться таким образом, что угол α может быть и 0°, и 180°.The problem is solved as follows: the lateral surfaces of the explosion-proof shell are made in the form of a panel of thin-walled pipes, the panels being interconnected with a radiator for cooling the cooling liquid and with the collector for cooling the upper yoke, and three fans are installed in the lower part of the explosion-proof shell opposite the magnetic cores. The shape of the explosion-proof shell in its upper part, depending on the power of the substation, can change so that the angle α can be 0 ° or 180 °.

На фиг.1 представлена взрывобезопасная подстанция; на фиг.2 - система охлаждения подстанции.Figure 1 presents an explosion-proof substation; figure 2 - cooling system of the substation.

Взрывобезопасная трансформаторная подстанция состоит из трансформатора 1, взрывобезопасной оболочки 2 трансформатора 1. Трансформатор 1 включает в себя магнитопровод 3 с верхним 4 и нижним 5 ярмами, вертикальные стержни 6, обмотки 7 с охлаждающими осевыми каналами. Между внутренней поверхностью оболочки 2 силового трансформатора 1, верхним 4 и нижним 5 ярмами и торцами обмоток 7 образованы продольные каналы 8 и продольные каналы 9. На выходе из канала 9 установлена направляющая пластина 10. В нижней части трансформатора 1 напротив магнитопровода 3 установлены три вентилятора 11 с приводами 12. Боковые поверхности взрывобезопасной оболочки 2 представлены панелями 13 из тонкостенных труб для прохождения охлаждающей жидкости из радиатора 14 охлаждения этой жидкости. Панели 13 соединены между собой радиатором 14, установленным за подстанцией и коллектором 15 охлаждения верхнего ярма 4, который жестко крепится к верхнему ярму 4 через циркуляционный насос 16.Explosion-proof transformer substation consists of a transformer 1, explosion-proof enclosure 2 of transformer 1. Transformer 1 includes a magnetic circuit 3 with upper 4 and lower 5 yokes, vertical rods 6, windings 7 with cooling axial channels. Between the inner surface of the shell 2 of the power transformer 1, the upper 4 and lower 5 yokes and the ends of the windings 7, longitudinal channels 8 and longitudinal channels 9 are formed. At the outlet of the channel 9, a guide plate 10 is installed. Three fans 11 are installed in the lower part of the transformer 1 opposite the magnetic circuit 3 with drives 12. The lateral surfaces of the explosion-proof shell 2 are represented by panels 13 of thin-walled pipes for the passage of coolant from the radiator 14 for cooling this fluid. The panels 13 are interconnected by a radiator 14 installed behind the substation and a collector 15 for cooling the upper yoke 4, which is rigidly attached to the upper yoke 4 through a circulation pump 16.

Подстанция работает следующим образом. При включении подстанции в электрическую сеть в обмотках 7 и магнитопроводе 3 начинает выделяться тепло. Выделяемое тепло нагревает воздух, находящийся внутри подстанции, происходит его расслоение на температурные зоны: вверху подстанции температура воздуха достигает температуры 150°С и выше. Для эффективной работы подстанции и недопущения взрыва необходимо перемешивание воздуха, что выравнивает температуру внутри подстанции. Перемешивание воздуха осуществляется посредством трех вентиляторов 11, которые включаются через приводы 12 и установлены в нижней части оболочки 2 подстанции у нижнего ярма 5 напротив силовых обмоток 7. Потоки воздуха от вентиляторов 11, соприкасаясь с направляющими пластинами 10, направляются внутрь обмоток 7 вдоль вертикальных стержней 6 магнитопровода 3. Горячий воздух, находящийся в верхней части подстанции, будет опускаться по продольным каналам 8 и 9 вдоль боковых стенок оболочки 2, которые представляют собой панели 13, выполненные из тонкостенных труб, по которым пропускается охлаждающая жидкость, поступающая из радиатора 14 охлаждения жидкости. Через циркуляционный насос 16 охлаждающая жидкость поступает в коллектор 15 охлаждения верхнего ярма 4. Нагретая жидкость из тонкостенных труб панелей 13 и коллектора 15 охлаждения верхнего ярма 4 подается в радиатор 14 охлаждения охлаждающей жидкости, который имеет принудительную систему охлаждения (не показана).The substation operates as follows. When you turn on the substation in the electrical network in the windings 7 and the magnetic circuit 3, heat is released. The generated heat heats the air inside the substation, it is stratified into temperature zones: at the top of the substation, the air temperature reaches a temperature of 150 ° C and above. For the efficient operation of the substation and to prevent explosion, air mixing is necessary, which equalizes the temperature inside the substation. The mixing of air is carried out by means of three fans 11, which are turned on through the drives 12 and are installed in the lower part of the shell 2 of the substation at the lower yoke 5 opposite the power windings 7. The air flows from the fans 11, in contact with the guide plates 10, are directed inside the windings 7 along the vertical rods 6 magnetic core 3. Hot air located in the upper part of the substation will be lowered along the longitudinal channels 8 and 9 along the side walls of the shell 2, which are panels 13 made of thin wall pipes through which is passed coolant delivered from the radiator 14, the cooling liquid. Through the circulation pump 16, the coolant enters the collector 15 for cooling the upper yoke 4. Heated liquid from the thin-walled tubes of the panels 13 and the collector 15 for cooling the upper yoke 4 is supplied to the radiator 14 for cooling the coolant, which has a forced cooling system (not shown).

Форма взрывобезопасной оболочки 2 трансформатора 1, в зависимости от его мощности, будет изменяться. Угол α может быть как 0° так и 180°.The shape of the explosion-proof shell 2 of the transformer 1, depending on its power, will change. Angle α can be either 0 ° or 180 °.

Claims

Explosion-proof transformer substation, containing a power transformer enclosed in an explosion-proof enclosure, including a magnetic circuit with horizontal yokes - upper and lower and windings with axial channels, longitudinal channels, fans, guide plates, characterized in that the side surfaces of the explosion-proof enclosure are made in the form of panels of thin-walled pipes moreover, the panels are interconnected with a radiator for cooling the cooling liquid and with the collector for cooling the upper yoke, and the fans in quantity TBE three installed at the bottom of the explosion-proof membrane opposite the magnetic core.