雷岗站主变冷却系统的改造.pdf

第 4 2卷 第 1 2期 2 0 0 5年 1 2月 妻 珏 器 7RA _ORM ER Vo I ， 4 2 No 1 2 De c e mb e r 2 0 05 雷岗站主变冷却系统的改造 张乾 良 广东电网公司佛山供电局，广东 佛山 5 2 8 0 0 0 摘要 介绍了一台主变的运行情况， 分析了其冷却糸统改造的可能性． 提出了冷却 系统改造的措抱， 铪证了改造效 果 。 关键词 变压器；冷却 系统 ；改造 中图分类 号 T M4 0 6 文 献标 识码 B 文 章编 号 1 0 0 1 8 4 2 5 2 0 0 5 1 2 0 0 4 2 0 3 I 刖 吕 广东雷岗站 l_号、 2号主变压器冷却 系统 改造 先后在 2 0 0 2年 4月 、 l 1 月进行 ， 将变压器原来强油 导向冷却改造为自冷和风冷。这两台变压器改造后 即投入运行 ，经过 3年夏季高温状态下满负载运行 观察 ， 变压器 的温升符合设计及有关国标的要求 ， 运 行情况 良好 ， 达到了预定的 目标。 2 问题的提出 2 ． 1 1号 、 2号 主变 简 介 雷 岗站 l号 、 2号 主 变 是 1 9 9 0年 生 产 的 产 品 ， 变压器冷却方式采用强油导向风冷。其改造丽的性 能参数如下 型号 S F P S Z 7 一 l 5 0 0 0 0 ／ 2 2 0 T H 容量 1 5 0 ／ 1 5 0 ／ 7 5 MV A 电压 2 2 0 8 x 1 ． 2 5 ％ ／ 1 2 1 ／ 1 l k V 冷 却方 式 0D A F 负载损耗 高一 中 5 4 3 ． 6 k W 窄载损 耗 1 0 7 ． 8 k W 2 - 2 1号、 2号主变运行情况及改造后的益处 l号、 2号主变 已经运行了 l 0年 ， 使用的玲却器 为 Y F 一 1 8 0 一 P 。冷却器额定冷却 容量为 1 8 0 k W， 满负 载运行时共需 5只。冷却器的油泵和风扇电机要连 续运行 ， 才能确保变压器的安全运行 。 但油泵和风扇 的长期运行会带来如下问题 1 由于油泵长期运行 ， 轴承磨损需 要经 常更 换 轴承磨损后 ， 存在着容易使金属粉沫 、 碎片进入 变压器 内的潜在危险。 2 由于冷却器的散热管有金属薄片 ， 经常积满 灰尘 、 杂物 ， 使散热管道堵塞 ， 影响散热效果 ， 并增7 J f f 运行人员的维护工作量。 3 强油导 向风冷对站用电源的要求高， 要提供 双路电源 为备用 ， 以提高电源的可靠性。 当站用电 源失 电时， 变压器的运行最多只能维持 2 0 mi n ， 否则 对变压器有严重的伤害。 4 辅机损耗较大。 强油导向冷却方式在满容鼍 情况 下 ，其辅 机 损耗 为 油泵 为 3 x 5 1 5 k W 风 机 为 1 ． 7 5 x 2 x 5 l 7 ． 5 k W ， 合计 3 2 ． 5 k W； 改成 自然油循环风 冷后 ， 满负载时风机 的损耗 为 0 ． 2 5 x 3 0 7 ． 5 k W， 自冷 时还可 以不开风机 ， 负载可达到 7 0 ％左右 ， 可 比强 油导向冷却降低附机损耗 2 5 k W，每年可 省大约 2 ． 1 9 x l 0 k Wh ，每 k Wh按 0 ． 6元 计算 ，每年可省 电 l 3 ． 1 4万元 ， 经 济效 益大 大提 高 ， 5 电源系统繁杂 。如采用 自然油循环风冷方 式 ， 可 以简化站用电源 。在站用电源失电的情况下 ， 变压器负载在不超过 7 0 ％时 ，仍然可以安全运行 ， 这样 提高 了运 行 质量 ， 减 少 了维 护 ， 做到 无人 职守 。 由于强油导向冷却存在 以上不足 ，而采用 自然 油循环风冷这种冷却方式可以克服强油导向冷却 的 不足之处 ， 温升保持在允许范围内， 不仅使变压器更 加安全可靠运行 ，而 且还便于维护，提高了经济效 益 。 如果更换一台新变压器需要大 的资金， 而改造 一 台变压器 可节省部分资金。于是决定把原来的强 油导向冷却 ，改造成 自冷和 自然油循环风冷两种运 行方式 。 3 可行性分析 把变压器 由强油导向冷却改造成 自然油循环风 冷 ， 必须 保证 油 顶层 温 升 5 5 K， 绕组 温 升 6 5 K， 最 热点温升≤7 5 K 为此， 针对该型号变压器重新核对 图纸 ，并按照 自然油循环风冷方式进行了仔细的温 维普资讯 第 1 2 期 张乾良 雷岗站主变冷却系统的改造 4 3 升计算 由于该 台变压器是早期生产制造的产品， 所 造过程中必须严格按照 艺和技术要求 ，进行认真 以变压器在结构上各方 ‘ 面的裕度都比较大 ，故温升 细致的操作 ， 防止火灾的发生 。住改造过程 中， 应尽 汁算结果证明改为 自然风冷后完全呵以满足运行要 最大能力减少器身在宅气巾暴露的时间，最长不能 求． 满足上述要求下， 必须达到以下要求 超过 1 0 h 。变压器改造后 ， 产品型号由原来 S F P S Z 7 一 1 要 最大努力减少油流阻力 ， 保} 止 冷油畅通 1 5 0 0 0 0 ／ 2 2 0 T H改为 S F S Z 7 1 5 0 0 0 0 ／ 2 2 0 ，冷却方式 九阳． 进入器身 为南强油导 冷却改为 自然油循 由 O D A F改为 O N A N ／ O N A F 6 0 ／ 1 0 0 ％ ， 油 总质量 环风冷 ， 油流完全靠温差』 。 乍的热浮力进行流动 ， 所 由原来 4 9 2 0 0 k g 增加到 5 7 2 0 0 k g ， 整个变压器油管 以克服阻 J 的能力较小。原来的导向结构是通过导 路外形整齐美观。 ‘ 享 耋 景 ’ 曼 5改 造 后 主 变 运 行 情 况 围 骅 。很显然 这是 不能 满足 自然 油循 环要求 的 ． ． 为 丫 、 一 L 一 一 一 一 改变这种情况 ， 将啄导油盒的清渣孔盖板全都打开 ， 由于变压器的冷却方式改变 ，变压器二次控制 } f 冷油既口 ， 从原导油管进入器身 ，又可毫九阻力地 I 路大大简化 ， 投切方式 由手动改为 自动和手动。 自 进入油箱内。 其次把 挡油的 屏， 沿下铁轭垫块全 动投切由变压器的负载和上层油温值来确定 。当变 部扎‘ 开缺 口， 这样油箱内的冷油可沿恻周进入器身， 压器的负载达到 6 0 ％或上层 油温达到 6 0 ℃时， 投入 这就完全解决了拎油畅通尢阻地进入器身问题 、另 1 5台风崩电机； 当变压器的负载达到 8 0 ％或上层油 外 ， 来的绕组内部都有挡油圈 ， 这对于 自然油循环 温达到 8 0 ℃时， 将全部风崩电机投入。手动投切按 风冷，只有好处，没有坏处， 降低绕组平均温升 运行人 员的要求投入。 5 K - 6 K， 增』 J I 】 了变压器的寿命。 改造后的 1号主变已于 2 0 0 2年 4月投入运行 2 要有足够大的散热 面， 在变压器产生最大损 1 号 、 2号 未改造 主变运行的负载与油温情况 见表 耗运行时。 能保证温升的要求 该变 器卒载损耗的 1 。 实测 值 为 l 0 7 8 k w，最 大负 载损 耗产 生在 表 1 雷岗站主变负载与温度数据 高一 中运行时。 额定分接实测值为 5 4 3 6 k W，T a b l e 1 D a t a o f l o a d a n d t e m p e r a t a r e o f mai n t r an s f 0 r mer s 1 7分接时产生的负载损耗最大 ， 最大负载损 i n L e i g a n g s u b s t a t i o n 耗 为 6 4 5 ． 7 2 7 k W ， 最 大损 耗 为 7 5 3 ． 5 2 7 k W 厂_ - - __ _ _ ] 选 P 一 2 5 0 0 2 6 ／ 4 8 0 ‘ 式 散 热 器 共 3 0 I 口 期 环 度 『_ 夏 __ 兰 i } 件 ， 吹 风 时 总 的 散 热面3 0 x 3 3 ．4 1 1 0 0 2 ． 3 m 。 I i／ M W l ／ 0 【 l ／ ／ M w ／ ／ I 油箱散热面作为裕度考虑， 热负载为7 5 2 W ／ 1 _ _ - 厂 T ■ - _ _ _ 叶 _ _ - 13 1 ， 油顶层温升大约为4 3 ．4 K， 高压绕组温升 J 2 0 0 2 ．5 ．4 2 6 』 5 0 5 4 5 5 5 0 4 3 4 4 『 为6 2 K， 巾压绕组温升为6 2 ．2 K ， 低压绕组温 1 2 0 0 2 ．5 ．8 i 2 9 1 7 5 1 5 8 1 6 1 7 5 1 5 5 1 5 9 1 升为 5 5 ．6 2 K 以L温升完全满足国标的要 I 2 0 0 2 5 ．9 3 1 4 9 5 2 1 5 4 4 9 l 4 1 4 4 l 求 、 I 2 0 0 2 5 15 2 5 5 5 4 6 ．8 5 1 l 5 5 3 8 - 4 1 I 上 述 分 析 说 明， 把陔 台 变 压 器 由 强 油 导 J 【 』 竺J 』 竺f { I 向 冷 却 方 式 ， 改 为 自 然 油 循 环 风 冷 是 完 全 可 l- _ _ 一 l_ 兰 I_ ，．， ． I 2 0 0 2 ． 6 ． 5 2 6 { 7 0 { 4 9 开 1 5 只 风机 f 5 4 』 7 0 4 1 f 4 5 I 行的 。 f _ r 百 卜 4 冷却系统改造及改造后技术指标的I f 【竺 l 竺 l 变化 i 5 l 在 变 器 高 压 侧 E部分 别 开 5个 l 5 0的孔 ， 住下部肝 6个 中1 5 0的孔 ，在低压侧上部和下部分 别开 6个 中l 5 0的孔 ，并埘所有的开孔分别配焊管 接 头和 相』 的法 兰 ，同时 保证所 焊 的法兰 面横 平竖 直 ，尺寸止确。然后在高 、低压两侧分别安装 P C 一 2 5 0 0 2 6 ／ 4 8 0片式散热器各 l 5组 。 同时对器身进行 油道改造 ， 使冷油能够顺畅地通过各绕组之间 ， 并及 时置换热能。 因器身中含有部分变压器油 ， 所以在改 从表 1 可看出 ， 在相同的负载情况下， 自然循环 比强油导向风冷的油面温度高 l 0 ℃左右 ， 但在平均 温 升 3 2 ． 1 K， 顶 部 温升 4 4 K范 围 内。变压 器 在满 载 的情况下 ， 上层油温为 6 9 ， 环境温度为 3 5 ， 温升 仅为 3 4 K。 G B1 0 9 4 ． 2 1 9 9 6 电力变 压器第 2部分 温升 规定了电力变压器的温升限值是根据不同负载情况 而定 ， 在连续额定容量下的温升限值为 维普资讯 变 压 器 第4 2 卷 1 油不与大气直接接触的变压器温升限值 6 0K。 2 绕组平均温升限值 6 5 K。 改造后 的 l 号 主变运 行情 况满 足 国家 标准 的要 求 ， 证 明改造 是可 行 的 、 成 功 的 由于该台变压器器身绝缘 中铁心到低压绕组之 问 、 低压绕组到中压绕组之间、 中压绕组到高压绕组 之间的油路都非常宽松 ， 油流阻力小易畅通． ． 而与之 相比，高压绕组与 凋压绕组之间的油路则较小 因 此 ，对高压绕组进行了温度检测 。设定报警温度为 9 5 ，当变压器在满载长期运行时测得绕组温度为 7 5 ℃， 环境温度为 3 5 ℃， 温升仅为 4 0 K。 有 了 l 号 主变 改造成 功 的经验 ，我 们 又J IN l J 地 对 2号主变进行 了冷却系统 的改造 。2号 主变 于 2 0 0 0年 l 1 月投入运行 ， 运行状态良好 。 l 号、 2号变压器改造后 ，经过三年夏季高温状 态下满载运行跟踪监测， 结果表明 ， 变压器油顶层温 升≤3 5 K， 绕组温升4 2 K。而变压器油色谱跟踪监 测的数据与前期的数据对 比，其各指标结果均无明 显变化 ， 这说 明变压器冷却系统改造后 ， 运行是安全 的 由于 白冷式 的散热器直接安装在变压器 的本体 ，风机产生的噪声 比变压器的本体的噪声少得多 ， 所 以， 不影响变压器 的整体噪声 ， 因此 比强导向风冷 的噪声下降 6 d B以上。 6 结束语 根据运行状况对本文 中所介绍的主变进行冷却 系统改造是可行的。主变冷却系统改造后投运 3年 多的运行情况表 明， 改造是成功的， 并取得一定的经 济效 益 I m p r v o e me nt o f Co o l i n g S y s t e m o f M a i n Tr a n s f o r me r 。Le i a ng Su bs t a t i o ni n Le i g a ng Z H ANG Q i a n - l i a n g P o we r Co mp a n y ，F o s h a n 5 2 8 0 0 0 ，C h i n a Abs t r a c t Th e o p e r a t i m o f ma i n t r a ns f o r me r i s i n t r o d u c e d ． Ti l e i mp r o v i ng p o s s i b i t y o f i t s c o o l i n g s y s t e m i s a n a l y z e d ．T h e i mp r o v i n g me a s u r e s o f t h e c o o l i n g s y s t e m a r e p r e s e n t e d ．T h e i mp r o v e d e ff e c t i s v e r i f i e d ． Ke y wo r d s T r a n s f o r me r ；C o o l i n g s y s t e m；I m p r o v e me n t 收 稿 日期 2 0 0 5 0 8 2 3 作者简介 张乾 良 1 9 6 2 一 ， 男 ， f 东佛 山人 ， 厂 东电网公 司佛 山供电局检修专责 ， 从事电力系统变电设备检修技术工作 。 5 0 0 k V电子式 互 感器 从 2 0 0 3年底起 ，许继电气等国 内企业 与悠 国一家 公司 联合开展 了电子 式互感器 的直用研究。研 究涵盖 电子式互感 器与传统二次设 备的接 口、 电子 式互感 器对保护性 能的影响 和运 行维护 等 内容 。经过 近两年 的研制 ，于最 近研制 成功 5 0 0 k V电子 式互感 器， 并在 郑州 变电站投入运 行 、这是我 国 目前实现工 业运行 的最高 电压 等级 的电子 式互感 器 据介 绍 ， 它 的 应 用 可 降 低 变 电 站 的 综 合 成 本 ， 大 幅度 提 高 系统 内 5 0 0 k V保护装置动作 的可靠性及 计量装置的精度 ， 开创 了电 子式互感器与传统二次设备接 口连接的先例 。 新型变压器套管 西 电电瓷 公 司最近 开发 成功 4 0． 5 k V ～ 1 2 6 k V油一 油 、 油一 S F 胶 浸纸 干式电容变压器 套管。该 产品是电气设备 实 现 无油 化、 免维护 的关键 产品之一 ， 具 有体 积小 、 重量 轻 、 不 污 染环境 、 无爆 炸危 险及 使用 维护方便 等优点。经试 验， 其综 合技术水平达到先进 水平 ， 可替 代进 口产品 维普资讯