大型变压器冷却装置缺陷及改造分析.pdf

第 4 3卷第 8期 2 0 0 6年 8月 蠢 廷嚣 Z 纪 V o1． 4 3 NO ． 8 , u o u s t 2 0 0 6 大型变压器冷却装置缺陷及改造分析 李学良 ， 石 磊2 ， 张永胜 。 1 ．长江电力股份公司检修厂， 湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2 ；2 ． 湛江奥里油发电厂，广东 湛江 5 2 4 0 9 9 ； 3 ．沈阳变压器经销服务有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 1 4 8 1 概述 葛洲坝 电厂 l 号 主变于 1 9 8 1年 l 2月投运 ， 型 号为 S S P 3 2 0 0 0 0 0 ／ 2 2 0 。原配套 Y S B 一 3 0 0水冷却器 5台， 冷却方式为 O D WF 。l号主变存在的主要问题 是当初所有连接管路都为法兰硬连接 ，使导油管路 较长 ， 法兰连接处渗漏油 。油泵为高速油泵 ， 其转速 为 2 4 5 0 r ／ rai n 。 水冷却器采用 的是单层铜管 。 油水的 差压信号器即使发故障信号 ，由于水回路没有电动 阀无法实现 自动控制 ， 需要人工关停。 法兰连接处渗 漏油会使高速离心泵运转后形成负压 ，导致变压器 内微量进气 ， 这是变压器绝缘降低 的致命危害。 高速 油泵 运转 后生 产 的金属 颗粒 又是 影响 变压 器安 全运 行 的一 大 隐患 。基 于 以上 原 因 ， 1 9 8 9年 在 现场 对 原 变压器的油循环结构进行了改造 ，将水冷却装置改 为风冷却装置 ， 冷却方式改为 O D A F 。2 0 0 5年又对 变压器下部进油管道进行了改造。 笔者结合 l 号主变改造 的实践对冷却装置存在 的缺陷及改造前 、 中、 后细节 的问题进行了整理 、 分 类 ， 并分析原因 ， 总结了水冷却装置改造全过程 的注 意事项及现场安全施工工艺措施 ， 供同行参考。 2 水冷却装置存在的缺陷及原因分析 用冷却装置将变压器在运行中所生产 的热量散 发出去 ， 是保证变压器安全运行的重要装置之一。 由 于变压器的损耗增加与容量的 3 ／ 4次方成 比例 ， 而 冷却表面的增加 只与容量的 1 ／ 2次方成 比例 ，因此 象 2 0 0 MV A这样大容量 的变压器必须采用 专用的 冷却装置。根据葛洲坝电厂的 自然条件以及当时变 压器设计 、 制造能力 ， 在 2 0世纪 8 0年代初期选用水 冷却装置是 比较合适的。 强油水冷却器是以水作为冷却介质强迫油循环 的冷却装置。 当时配套水冷却器， 其油室用隔板使热 油通过油泵形成“ S ” 流动 ， 而冷却介质的水通过单层 铜管呈“ n” 流动。冷却器直接采用长江水作为冷却 介质 ， 由于泥沙和草木堆积形成水压增高 ， 油一水压 差达不到设计值 ， 不便于人工监视。 水冷却装置 的控制 系统保证值为油压高 于水 压 ， 但当水管损伤后油一水压差继电器即使报警 ， 由 于导油 和导水管 的管路上全 部是手动 的 D N1 5 0闸 阀，无法在瞬间关闭，全部要人工到现场去操作关 闭 ， 因此这无疑是影响变压器安全运行的又一隐患。 水冷却装置配置的油泵 ， 其流量为 9 0 m 3 ／ h ， 扬程 为 1 9 m， 转速为 2 4 5 0 r ／ mi n 。由于油室隔板热油通过 油泵形成“ S ” 流动 ， 高速轴向柱式泵或铸铁泵在运行 时 ，油泵叶轮与泵壳摩擦会产生金属粉末并留在变 压器的主油路中。 要减少金属粉末的产生， 最好是降 低油泵的转速 。 采用六级低扬程的电机与优质轴承， 电机部分不易磨损 ，而水冷却器设计结构 为 “ S ” 回 路 ， 必须采用高转数泵 ， 这对变压器的安全运行 而言 也是一大隐患 。 3 冷却装置改造理论 3 ． 1 改造前的理论计算 在将水冷却装置改为风冷却装置时 ，必须认真 考虑油流量 、 流速 、 安装形式和施工工艺等问题 。现 在运行的主变冷却 系统是由原水冷却器改造的 YF 一 3 0 0冷却器 ，上 部导油管利用原来的 8根 1 0 0 m m 油管作为进油 回路 ， ’ 下部进变压器的 4根 1 2 5 m m 导油管 对称分布在变压器的两侧 在冷却介质由水 改变为空气后已不能满足冷却量需求 。 原水冷却器的油泵扬程 1 9 m，流量为 9 0 m3 ／ h ， 而改为风冷却器后 ， 扬程为 6 m， 流量为 1 5 0 m3 ／ h ， 而 导油管路没有改造 。其连接情况如图 l所示 。 图 1 变压器导油管连接 示意 图 变压器单侧主导油管为 1 5 0 m m，支导油管为 维普资讯 第 4 3卷第 8期 2 0 0 6年 8 月 窭 珏嚣 V o 1．4 3 N o ．8 A u a u 2 0 0 6 避 精 雏 妒 变压器运行噪声异常的探讨 盘学 南， 玉 小玲 广西北海供电局，广西 北海3 1 3 1 0 0 引 言 需 薏 变压器运行发出的噪声主要是 由铁心硅钢片的 用下 ， 硅钢片的尺寸发生 了变化 ， 引起空气振动。磁 磁滞伸缩引起的。同时 ， 油箱壁上的磁屏蔽振动 、 绕 滞伸缩 的振动频率为电网频率的两倍 ，且振动是非 3 x 1 5 O m m， 变压器下节油箱进 油管为 2 x 1 2 5 mm。 按变压器一侧投运 3台风冷却器 ，油循环 总量 为 1 5 0 x 3 4 5 0 m 3 ／ h 0 ． 1 2 5 m3 ／ s 。理论计算如下 支导油管中流速 l 0 ． 1 2 5 ／ 3 x t r x O ． 0 7 5 2 ． 3 6 m ／ s 在变压器下节油箱 ，进 油管路为 2根 61 2 5的 管路， 流速为 v z O ． 1 2 5 ／ 2 x t r x O ． 0 6 2 5 2 5 ． 1 m ／ s 由于变压器下节油箱进油管与主导油管之间原 焊接面所割孔洞相对较小 ， 因此其流速较 5 ． 1 m ／ s 还 将 增大 。 此 次 改 造 是 将 进 变 压 器 的 2根 导 油 管 由 61 2 5 m m改造为 b 2 O O mm。理论计算流速为 管连接的法兰可通过旋转调节径 向安装量 ，解决现 场安装角度不准的难题 。 3 ． 3冷却系统现场改造的工艺过程 由于在改造项 目确定前施工方已在按照设计要 求完成风冷却装置的整理工作 ，外部导油管路与变 压器上部连接部分的焊接及清理都 比较容易 。而下 部导 向油槽 的瓶 颈进 口处开 b 2 O O mm的孔并焊接 连接管头工艺就 比较复杂 了。吊罩后将下节油箱导 向油槽 中的油全部排净 ，每个进 口处要用 5 k g 左右 的面粉团将导向槽与进油 口进行第一道封堵 ，第二 道封堵材料采用石棉布浸泡 后风吹至半干进行封 堵 ， 切割并清理进油口后焊接管头。 整个过程均严格 执 行现 场工 艺管 理程 序 。 未考虑管蜥造成4 结束语 以上计算方法为理论计算 ，未考虑管路所造成 。 ～ 、 的流 阻 。 3 ． 2 冷却系统的结构形式 针对在现场改造风冷却装置的实际情况 ，冷却 器支架选用可拆式的。 根据主变的原始设计数据 ， 利 用原来的地基 、 地脚进行设计 ， 保证强度 、 安装尺寸 和美观。在焊装后进行预装 ，下部的主导油管选用 2 0 0 m m 的 Q 2 3 5 一 B钢管用于降低油流速 ，增加油 流量 ， 法兰采用锻造精加工， 带密封槽 。 所有支架 、 管 路在出厂前进行处理后喷防腐 、 绝缘等漆膜。 每一 台 冷却器与主管路间加装一不锈钢波纹管 ，防止由于 变压器运行 中震动造成原来钢性连接处渗漏油。波 纹管柔性软连接的流量指示器可满足各种变压器拆 装组件时所需 的间隙 ， 同时还能改善密封条件 ， 降低 振动频率 ， 减少噪声。 在不改变现有安装尺寸的条件 下 ， 使冷却器和变压器油泵之间实现柔性连接 。 波纹 1 现场进行变压器的装置改造与在工厂制造 变压器完全不同， 尤其是施工工艺不同。 要在短时间 内完成这样 的工作量 ，必须有具备足够 的现场施工 经验的队伍并严格地遵守工艺纪律 。 2 变压器冷却管路的油流速 、 流量设计 与计算 在改造时必须结合变压器制造商所提供 的数据逐一 验算。 3 专业的变压器检修 队伍 ， 操作工艺纪律严明 准确 ， 人员配合娴熟 ， 判断和驾驭过程中出现问题处 理能力强 ， 在 准备材料时考虑充分 、 周全 ， 现场施工 的时间短 ， 这些都是质量与工期的保证。 4 建议 同行在改造 时一定要对改造 的工艺 细 节问题逐项落实 ，每个都拿出可行性论证数据和工 艺措施 ， 以确保改造的成功。 维普资讯