Система охлаждения является важным элементом конструкции трансформатора, определяющим его тепловой режим. Система охлаждения выбирается таким образом, чтобы обеспечить заданные по ГОСТ 11677—85 превышения над охлаждающей средой температуры обмоток, масла и элементов металлоконструкций.
В силовых трансформаторах 220— 750 кВ применяются в основном три системы охлаждения: Д (естественная циркуляция масла и принудительное воздушное охлаждение), ДЦ (принудительная циркуляция масла и воздуха) и Ц (принудительная циркуляция масла и охлаждение водой).
Наибольшее распространение имеют системы охлаждения Д и ДЦ.
Система охлаждения Д широко применяется в трансформаторах мощностью до 100 МВ-А, выбор этой системы охлаждения определяется главным образом возможностью размещения радиаторов по периметру бака трансформатора. В настоящее время используются радиаторы следующих типов: гнутые, прямотрубные и пластинчатые. Наиболее перспективными и экономичными являются пластинчатые радиаторы, выпускаемые рядом зарубежных фирм, при этом обдув вентилятора осуществляется либо снизу, либо двумя вентиляторами сбоку вдоль охлаждающих поверхностей радиатора. Преимуществом этой системы охлаждения по сравнению с ДЦ является их более низкая стоимость и потребляемая мощность, меньший уровень шума, более простая эксплуатация из-за отсутствия насосов. Однако существенным недостатком системы охлаждения Д является большой перепад температур между верхними и нижними слоями масла (7—10°С), что требует установки дополнительных радиаторов для снижения перегревов крайних катушек обмоток. Кроме того, из-за большого количества радиаторов увеличиваются габариты трансформатора. В зарубежной практике широко применяется выносная система охлаждения Д для трансформаторов больших мощностей (до 200 МВ-А).
В соответствии с ГОСТ 17544—85 силовые трансформаторы 220—750 кВ мощностью более 100 MB - А выполняются с системой охлаждения ДЦ или Ц. Наиболее широкое применение имеет система охлаждения ДЦ. Основным преимуществом системы охлаждения ДЦ является больший теплосъем (по сравнению с радиаторами системы охлаждения Д). Отечественные охладители Троицкого завода с двумя вентиляторами обеспечивают теплосъем 180 кВт. Это позволяет осуществить отвод тепла трансформаторов и автотрансформаторов больших мощностей. В ряде случаев по требованию заказчика система охлаждения ДЦ выполняется выносной в двух вариантах:
• первый — с использованием групповых охлаждающих устройств ГОУ-3 и ГОУ-4, т. е. с тремя или четырьмя охладителями, установленными на общей раме с насосами, коллектором и шкафом управления системой охлаждения; как правило, ГОУ снабжаются каретками для передвижения по рельсам;
• второй — охладители с насосами крепятся на стойке и каждый охладитель трубопроводами сочленяется с баком трансформатора.
Зарубежные фирмы предлагают охладители ДЦ на теплосъем от 100 кВт (с одним вентилятором) до 400 кВт (с двумя и тремя вентиляторами), с уровнем звуковой мощности от 78 до 100 дБ • А. Применение этих охладителей позволяет уменьшить количество охладителей, снизить потери электроэнергии на обслуживание системы охлаждения, значительно снизить уровень шума, что имеет важное значение при установке трансформаторов вблизи жилых помещений в больших городах.
Система охлаждения Ц получила распространение главным образом в блочных трансформаторах гидростанций и АЭС. Преимуществом этой системы охлаждения перед системой ДЦ является малая энергоемкость, меньшие габариты трансформаторов (при расположении трансформаторов, например, в скале). Однако система охлаждения Ц имеет ряд недостатков, в частности, вероятность попадания воды в масло, а также необходимость создания специального помещения для охладителей и сложности обслуживания.
Поэтому в последнее время наблюдается тенденция отказа от системы охлаждения Ц в пользу ДЦ, учитывая, в частности, возможность приобретения импортных охлаждающих устройств ДЦ.
Система охлаждения НДЦ (принудительная циркуляция воздуха и масла с направленным потоком масла в обмотки) находит ограниченное применение — только в случае крайней необходимости в трансформаторах предельных мощностей (630 MB • А и выше) ввиду сложности конструкции и трудности обеспечения надежности трансформатора в случае аварийного прекращения направленной циркуляции масла.
Установленная мощность вентиляторов и насосов различных видов систем охлаждения в процентах от суммарной мощности трансформаторов составляет: Д — 1,1 — 1,5%, ДЦ - 5,0-7,0%, Ц - 1,5-2,0%.
Как видно из приведенных данных, наиболее экономичной с точки зрения энергоемкости является система охлаждения Д. Поэтому, учитывая более низкую стоимость и более высокую надежность (из-за отсутствия насосов), эта система охлаждения является предпочтительной по сравнению с системами охлаждения ДЦ и Ц.