变压器老式冷却系统的更新改造.pdf

第 4 3卷第 1 2期 2 0 0 6 年 1 2 月 囊 氇 Z配 圯 垡 V O I 4 3 N o ． 1 2 De c e mb e r 2 0 0 6 1 引言 变压器老式冷却系统的更新改造 徐 建刚 ， 王骏 苏州供电公司修试所，江苏苏州2 1 5 0 0 4 摘要 分析了变压器老式冷却系统存在的问题及新式冷却器的优点， 介绍了 冷却系统更新改造的情况。 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 6 1 2 枷 4 0 - 0 3 随着国民经济的不断发展 ，供电企业所承担的 任务不断加重。提高供电质量， 保证供电需求， 是供 电部门的职责。 为了保证供电质量，我公司定期对设备进行检 查。在对公司 2 2 0 k V级变压器老式冷却系统逐台进 行质量排查时 ， 发现其存在不同程度 的缺陷。 这些缺 陷不解决， 就难以保证供电质量。 2 变压器老式冷却系统运行中存在的问题 我公 司的变压器老式冷却 系统一 般采用 Y F - 8 0 、 Y F 一 1 0 0和 Y F - 1 2 0型冷却器 ， 属于多回路结构。 其散热管与冷却器上 、 下集油室采用胀压式连接 ， 且 在集油室内焊有隔板 ， 形成多个 回路的油循环路径。 潜油泵的进油 口直接安装在第一个 回路上 ，出油 13 通过装有油流继电器的联管接至第二个回路上。在 该冷却器上采用大功率 、 高转速 、 高扬程潜油泵及高 转速风扇电机来进行散热。 由于这种冷却器 自身是多回路结构 ，且散热管 路和冷却管路 口径小 、 赢角弯多 ， 所以系统循环油流 量小 、 冷却效果差。 同时， 由于长时间运行 ， 冷却器的 翘片与散热管间造成污物沉积，导致冷却器散热效 果更差。 这种老式冷却系统结构连管及配件多，所用密 封垫也多， 易造成渗漏油 。 在冷却系统 电气控制回路 中， 配置的都是国产电气元件， 经过多年运行电气元 件经常出现渗油 ，高转速电机和控制 回路经常 出现 故障。电机和控制回路 出现问题对变压器的温升影 响很大 ， 这些 问题严重影响供电安全和供电质量 。 以我公 司沙洲 1号 主 变 O S F P S 7 1 8 0 0 0 0 ／ 2 2 0 为例 ， 每组 YF l O O k W 冷却器运行时， 损耗为 6 k W。 当 l O组 Y F l O O k W 冷却器同时运行时 ，冷却器总 损耗为 6 0 k W。每组冷却器 自身到主导油管路共有 1 4个密封面 。l 0组冷却器共有 1 4 0个密封面。 其中 每组冷却器使用 8 0 m m碟 阀 3只 ， 4 0 mm碟阀 2 只。1 0组冷却器使用各种碟阀 5 0只。 综上所述， Y F l 0 0 k W冷却器翘片管存在易渗 油、 易积污， 油路曲折、 散热效率低、 措油泵扬程高、 转速大 、 风扇电机噪声大 、 转速高 、 易烧损、 辅机损耗 高 、 冷却系统密封面多、 碟阀多 、 易渗油等问题 。 这些 问题的存在 ， 使变压器维护工作量大 、 运行成本高。 而高转速潜油泵形成的高速油流也是影响变压器安 全运行的一大隐患。 3 改造老式冷却系统的可行性 老式变压器油箱 、器身的绝缘结构等裕度都较 大 ， 这有利于对其进行更新改造。 更新改造老式冷却器应考虑变压器运行 中的安 全性和效果 。在更新改造过程中， 对变压器进 、 出油 管路进行彻底改造 ， 增大油管路直径 ， 使其顺畅 。这 样可以减小油阻力 ， 使冷油顺利通过变压器进油 口， 及时到达器身内部。变压器 内部热油经过顺畅的油 管路靠温差产生的热浮力和潜油泵的作用 ，被直接 送到冷却器 内部进行散热降温。 ， 变压器发热与散热是一对矛盾。如果变压器散 热能力强 ， 其温升 自然就低 。温升降低 了， 变压器的 使用寿命就提高了。 4 新式冷却器的优点 目前 ， 从 Y F 一 2 0 0至 Y F 一 3 1 5新式冷却器共分四 种型号。其结构基本一致 ， 外型尺寸有差异。新式冷 维普资讯 第 1 2 期 徐建刚、 王骏 变压器老式冷却系统的更新改造 4 1 却器的优点 1 主体为钢铝异型复合管 ， 采用全焊 接 、 封闭式 、 单 回路结构 ， 外部无密封面确保不渗油 。 2 新式冷却器散热管改为整体翘片散热管。 管内衬 异型钢管和螺旋型绕流丝 ，消除散热管与翘片之间 的空气层 ，这种结构可使热油充分及时有效地进行 散热 。 3 翘片外型美观 、 不倒片 、 不渗油 、 外吹式 、 不 易集污 、 散热效果强等。 5 更新改造中应注意的事项 近几年，我公司与变压器生产厂家在现场共同 对变压器的老式冷却系统进行更新改造 ，取得 了良 好的效果。在更新改造过程中， 按照新图纸、 新工艺 的技术要求 ， 进行认 真细致地操作 。以对 O S F P S 7 1 8 o o o 0 ／ 2 2 0的改造为例 ， 按图纸规定的位置在变压 器上 、 下节油箱上 ， 各开 5个 q b l 5 O mm进 、 出油 13。 配焊管接头和与冷却器相连接的法兰 ，并保证所焊 的法兰横平竖直 ， 确保冷却器安装尺寸正确。 由于老式冷却器与变压器连接是在变压器上 、 下油箱上各有 1 0个 4 , 8 0 m m孔 ， 所 以在改造时需要 对这 l 0 个孑 L 进行封堵。 封堵材料要事先按技术要求 加工好 ， 确保 4 , 8 0 ra m孔封堵后的机械强度和平整。 现场改造老式冷却系统时应尽最大能力减少器 身在空气中暴露的时间 一般在 8 h - 1 O h 。在气割及 施焊过程中， 要严格做好防火措施， 避免火灾发生。 6 更新改造前后的对比 更新改造前 ， 变压器 出油 口总面积 1 0个 出油 口 4 0 x 4 0 x 3 ． 1 4 x1 0 5 0 2 4 0 mm 更新改造后 ，变压器出油 口总面积 5个出油 口 7 5 x 7 5 x 3 ． 1 4 5 8 8 3 1 2 ． 5 mm 从结构上看 ，更新改造后热油 出13面积增大了 3 8 ％， 提高了冷却效果 ， 使变压器运行时的温度 明显 下降、 寿命得到提高 。实践证明， 这种改造技术是成 熟可靠的。 改造后的变压器在相同负荷状态下 ，变压器的 上层油温同改造前相比一般下降 l 8 ℃ 2 5 ℃，可确 保变压器安全运行。 7 冷却器改造后的效益分析 近几年 ， 对庄 田 1号主变 、 苏州 1号主变 、 星港 I号主变和沙洲 1 号主变的老式冷却系统已分别采 用新型冷却器对其进行更新改造 。更新改造后对变 压器的安全生产运行起到了一定 的保障作用。从变 压器运行维护 、 变压器运行和变压器的环保要求 ， 其 各种意义及经济效益都有所提高。 下面 以沙洲 1号主 变 O S F P S 7 1 8 0 0 0 0 ／ 2 2 0为 例，分析每 台变压器在老式冷却系统更新改造后运 行的安全性和经济性。 1 冷却器改成 Y F 一 2 3 0型后 ， 变压器工况满载 状态 下 ，变压 器上 层油 温 同改造 前 相 比可下 降 2 l ℃， 运行的安全性得到提高。 2 老式冷却系统在几台冷却器同时运行时， 冷却 器总损耗为 6 W。更新改造后几台冷却器同时运行 时， 冷却器总损耗为 l 7 ． 6 k W。如按年平均 3 0 0天运 行 ， 则 每年可节 省电量 6 0 1 7 ． 6 x 3 0 0天x 2 4 h 3 0 5 2 8 0 k W h 。 如果环境温度低 ， 冷却器投入数量少 ， 节 电数量 还会增大。 3 潜油泵 、 风扇 电机 由原来高转速变为低转 速 ， 噪声明显降低 。这既符合环保要求 ， 又达到节能 效果 ， 消除了变压器运行中的隐患。 4 变压器老式冷却系统更新改造后 ， 其配件数 量减少。冷却系统密封面减少7 0 处， 各种蝶阀减少 3 0只 ， 油流继电器减少 5只 、 潜油泵减少 5只。 5 新型冷却器采用抽风式 ， 可避免变压器周围 因路灯引来的蛾虫类进入冷却器。控制系统可根据 温度设定冷却器投入的台数 ，也可以定期使风机反 转 1 5 ra i n ， 并且消除冷却器自身上的污物， 确保冷却 器散热效果 。 以一 1- 配件的减少或更新 ，可大大减少变压器故 障的发生 ， 进而提高变压器的运行质量 ， 确保设备安 全 ， 减少运行维护 ， 从而降低运行成本。 6 与购买一 台新变压器相 比， 町节省资金。 通过对庄田、 星港 、 苏州和沙洲电站的4台主变 冷却系统的改造 ，使运行成本和维护工作量明显降 低。4台主变共减少冷却器 l 4台 、减少潜油泵 l 4 台 、 减少油流继电器 l 4台、 减少蝶阀 7 0套及各种密 封垫 5 9 2件。冷却器总损耗减少 1 1 5 ． 6 k W，每年按 3 o 0天运行计算 ， 每年可节约电量 8 3 2 3 2 O k W h 。 8 结束语 只要把改造工作做细、 做得合理 ， 变压器老式冷 却系统更新改造所获得的社会效益和经济效益是很 可观的。 这样可充分利用现有变压器资源 ， 做到投资 少 、 见效快 ， 不但增强电力输出能力、 缓解供电压力 ， 而且保证变压器的安全经济运行。 维普资讯 第 4 3卷第 1 2期 2 0 0 6年 1 2月 囊 珏 毪 ‘ V o 1．4 3 N o ．1 2 D e c e mb e r 2 0 0 6 5 移相变压器分接开关的选用 、 为了保证电力系统的可靠性 ，就要求大型电网 互联 。互联 电网虽然在电力系统的某一部分或区间 内控制稳定 的功率潮流 ，但可能随之出现一些复杂 的问题。电网的可靠性或稳定性可能要受到系统的 不同性质的干扰。主要影响因素是在电力网络中的 并联支路的不同阻抗 、功率因数以及电力发送和电 力消费的变化。当利用并联线路运行以提高两个独 立系统或电网之 间或一个 电网内部的系统稳定性和 可靠性时 ，在并联线路 中电力负荷潮流是按线路 的 比例分配的，通 常大部分功率流向阻抗最小 的 支路 ， 这种分配可能和系统的有效运行 、 电力负荷传 送与调配的要求相予盾。 使用移相变压器 也 叫相角调整器 有助于处理 功率流向问题 ，即通过控制有功功率潮流来支配并 联传输线路和互联系统 中的功率流向。利用同相 电 压大小的变化可以控制线路的无功功率流 向，利用 相角的变化则可控制有功功率流向。 移相变压器在相角偏移上能做成非连续相移 、 连续可变相移或两者的结合。有些设计可以控制电 压大小以及相角。 这类变压器可以根据额定电压 、 输 出功率 、角移量的不同以及是否要求线性 电压控制 等， 采用多种不同的绕组配置。 非连续的相角调变器 通常是对 已定 的正 、 负角度值和零度提高调整位置。 如果要求有可变的相移 ， 则需要用分接开关 。 采用分 接开关可 以为任何预期 的角度提供几个分接位置。 带分接开关的移相变压器有两种典型的调压方 式。 一种是在线端调压 单芯结构 ， 另一种是用串联 和励磁机组调压 双芯结构 。此种变压器在技术准 备阶段选择合适的分接开关 ，对优化移相变压器的 设计时至关重要。 当两个系统之间传输 电力时 ，在发送端电压与 接受端电压之间会产生电压降和相位移，其大小决 定于负载电流的大小和功率因数。假如两个系统互 联 ， 例如在两条支路并联的情况下 ， 两个互联支路的 单路阻抗不同将造成两条支路的负载不相同。当一 个发送端系统 向两个接受端 系统馈电，两条线路的 阻抗不同时， 两个接受端电压大小和相位亦将不同。 为了提高系统的稳定性 ，将上述两条馈电线路 并联 。 于是 ， 接受端电压和相位必定相等。 按照欧姆 定律 ， 在两条线路之间发生新的负载电流分配， 馈电 I mp r o v e m e n t o f Ol d Co o l i n g S y s t e m o f Tr a n s f o r m e r XU J i a n - g a n g ,WANG J u n S u z h o u P o w e r S u p p l y C o mp a n y ， S u z h o u 2 1 5 0 0 4 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e p r o b l e ms o f o l d c o o l i n g s y s t e m o f t r a n s f o r me r a r e i n t r o d u c e d ．T h e a d v a n t a g e s o f n e w c o o l e r a r e p r e s e n t e d ．T h e i mp r o v e me n t o f c o o l i n g s y s t e m i s g i v e n ． Ke y wo r d s T r a n s f o r m e 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 6 - 1 0 0 8 作者简 介 徐建刚 1 9 6 2 一 ， 男 ， 江苏苏州人 ， 苏州供 电公 司修试所所长 ， 从事 电力 系统设 备检修技术管理工作 ； 王骏 1 9 7 8 一 ， 男 ， 江苏苏州人 ， 苏州供 电公 司输 变电检修部检修专责 ， 从事 电力系统变 电设备检修技术工 作 。 维普资讯