风冷却器的更新改造.pdf

第 4 3 卷第 1 O期 2 0 0 6 年 1 0月 {8I 毫 Z咒 Vo I ． 4 3 No ， l 0 Odo b o r 2 0 0 6 风冷却器的更新改造 粱凤启 ， 陈 星2 ， 谈 种 1 ．华电能源哈尔滨第三发电厂，黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 2 4 ； 2 ．特变电工沈阳变压器有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 0 2 5 1 棚|述 风冷却器是电力变压器的重要组件之一 ， 它对 电力变压器在运行过程 中所产生 的热量进行散热 冷却 。近几年来 ， 随着风冷却器制造技术水平的发 展 ， 风冷却器 的使用性能 、 产品结构以及 内在 质量 都发生了很大改变 ， 以单 回路 、 大容量 、 大风量 、 低 阻力 、 低损耗 、 低噪声 、 低扬程和低转速为主要特征 的更加安全高效的新型风冷却器已得到了广泛应 用 。 2 0世纪 8 0年代以前国产 的风冷却器是仿原苏 联产品。因产 品的循环油路为多回路结构 ， 故称 为 多回路风冷却器 。随着变压器制造技术水平和风冷 却器制造技术水平不断发展 ， 这种多 回路风冷却器 显现 出的问题和不足 日渐 突出。其容量小 、 油阻力 大 、 高损耗 、 高噪声 、 高扬程和高转速 已成为变压器 安全高效运行的障碍。因此 ， 几年来 ， 电力系统已对 这些风冷却器进行了大量更新改造 ， 并且取得 了良 好效 果 和经济 效益 。 但 目前 国内电力 系统还有许 多 2 0世纪 8 0年 代 以前投入使用 的多 回路风冷却器没有进行更新 改造 ， 仍在使用。特别是在一些地区， 这类多回路风 冷却器的更新改造工作进展较慢 。我们认 为 ， 这里 除更新改造的资金问题外 ， 一个很重要 的因素就是 缺乏对风冷却器更新改造全 面 、深刻 的了解 和认 识。下面 ， 结合华电能源哈尔滨第三发电厂 l号主 变压器风冷却器的更新改造工作 ， 谈一些这方 面的 体会和认识 。 2 新型风冷却器的主要特点 哈尔滨第三发 电厂在 1号主 变压器风冷却器 更新改造 中选用 的 Y F 3 2 5 0型风冷却器 ， 是 目前 国 内较为先进的风冷却器产品之一 。该风冷却器是在 引进 、 吸收了 日本 多田技术和加拿大尤尼芬技术的 基础上， 研制 、 开发的新一代风冷却器产品。该产品 与多 回路风冷却器相比具有如下特点 1 该风冷却器采用了先进的钢铝复合翅片管 ， 即冷却管的外部翅片为轧制的铝翅片，有着优 良的 散热性能及防腐性能。内衬基管为带有内肋的钢管 ， 具有 良好的焊接性能及油侧散热性能。 2 该风冷却器采用 了单程油路 ， 并在冷却 管 内加装扰流线等先进的风冷却器制造技术 ， 使风冷 却器的油阻力大为降低 2 8 k P a 。同时 ， 风冷却器 的 油侧传热能力也大为提高 。 3 该风冷却器采用 了低 转速 、 大风量的新型 风扇 。在风冷却器的冷却容量大大提高的同时 ， 风 冷却器的噪声明显降低 。 4 该风冷却器采用了先进 的低转速 ， 低扬 程 潜油泵 ，潜油泵 电机的同步转速在 1 0 0 0 r ／ m i n以 下 ， 使潜油泵运行的安全可靠性能得到根本改善。 5 该风冷却器结构合理 ， 风 冷却器 只有进 出 油两个密封点， 且采取密封槽结构 ， 防渗漏 、 防老化 性能 良好 ， 并且外形结构美观。 因此 ， 该风冷却器具有冷却容量大 、 传热效率 高 、 辅机损耗小 、 噪声低 、 防腐性能好 、 密封面小 、 外 形美观等优点 ， 是较为理想的更新换代产品。 Y F 3 2 5 0型风冷却器的有关技术参数如下 额 定冷却容量 2 6 0 k W／ 4 0 K， 额定油流量 8 0 m3 ／ h， 额定 油阻力 2 8 k P a ； 辅机损耗 2 ． 3 ％； 噪声 6 8 d B A ； 充 油质量 1 2 0 k g ； 总质量 1 4 0 0 k g 。 3 多回路风冷却器存在的问题及改造的必 要性 1 原多回路风冷却器冷却 容量小 、 效率低 、 散 热能力不足。 例如多回路 Y F 一 1 2 0型风冷却器 ， 由于 原设计及制造工艺等方面的原 因， 加之冷却器经多 年使用后 ， 散热管两侧 的污垢 沉积等因素 ， 使它的 实际额定冷却容量不足 1 2 0 k W， 因此 ， 不能保证变 压器在夏季高温季节正常散热 。 2 原多回路风冷却器的胶垫密封处太多 ， 极易 维普资讯 1 0 期 凤启、 陈 星、 矍 重 堑墼 堕 3 5 产生渗漏油现象。例如多 回路 Y F - 1 2 0型冷却器本 身 的胶垫密封处就有 1 0处之多 ， 且多数直接暴露 于 空气中， 天长 日久 ， 胶垫老化 ， 极易产生渗漏油现象。 3 原多 回路冷却器的辅机损耗 大 ， 消耗 电能多 。 例如多 回路 Y F 一 1 2 0型冷却器每 台配有 4台 0 ． 4 k w 的风扇和一台 3 k W 的油泵 ，单台冷却器的耗 电功率 为 0 ． 4 4 3 ．6 k W， 则冷却器的辅机损耗为 4 ． 6 ／ 1 2 0 1 0 0 ％ 3 ． 8 3 ％， 而新型 Y F 3 2 5 0型冷却器每台配有 2 台 1 ． 5 k W 的风扇和 1台 3 k W 的潜油泵 ， 单台冷却器 的耗电功率为 1 ． 5 x 2 3 6 k W，则冷却器的辅机损耗 为 6 ／ 2 5 0 1 0 0 ％ 2 ．4 ％。新旧冷却器的耗电量相差很 大。以 1 号主变为例 ， 如原多回路 YF - 1 2 0型风冷却 器 ， 按年平均 8台持续投入工作 ， 则年耗电量为 4 ． 6 8 2 4 3 6 5 3 2 2 3 6 8 k W h 。而改造 后选用 的 Y F 3 - 2 5 0 型新 型风冷却器 ， 按年平均 4台持续投入工作 ， 则年 耗电量为 6 4 2 4 3 6 5 2 1 0 2 4 0 k W h 。因此 ， 该主变 压器风 冷却器更新改造后 ，每年可节 电 3 2 2 3 6 8 21 0 2 40 1 1 2 1 2 8 k W h。 4 由于原冷却器为多回路结构 ， 其油阻力很大 1 2 0 k P a ，则 需 匹 配 高 扬 程 的 潜 油 泵 扬 程 1 6 0 k P a ， 而高扬程潜油泵的叶轮与壳体之间的间隙 很小， 运转过程中极易产生摩擦 ， 并有可能产生金属 粉末 ， 对变压器的运行安全将带来 隐患。 5 原多 回路风冷却器 的风扇 、 油泵数量很多 ， 维护保养工作量大。 以 1号主变为例 ， 变压器原配多 回路 Y F 一 1 2 0型风冷却器 1 l台， 共计风扇为 4 x l 1 4 4台 ， 油泵 1 l台， 共计 5 5台。 而更新改造后变压器 配有 Y F 3 2 5 0型新型风冷却器 6台 ，风扇 6 2 1 2 台 ， 油泵 6台 ， 共计 1 8台， 大大减少了变压器的维 护 、 保养工作量 。 6 原多 回路 Y F 一 1 2 0型风冷却器 的噪声 为 8 3 d B A ， YF 3 2 5 0型冷却器的噪声为 6 8 d B A ， 噪 声减少了 1 5 d B A 。因此 ， 风冷却器更新改造后 ， 变 压器的噪声水平将得到很大的改善。 4 更新改造案例 哈尔滨第三发电厂 1号主变风冷却器在进行更 新改造后，原冷却器除存在上述多回路风冷却器所 存在的诸多问题外 ， 主变到了夏季高温季节时， 其上 层油温有时可达到 9 0 C， 严重地影响主变的安全正 常运行。因此 ， 我电厂于 2 0 0 5年对该主变风冷却器 进 行 了更新 改 造 。 4 ． 1 变压器的有关资料 变 压器 型号 S F P 3 2 4 0 0 O 0 ／ 2 2 0 ； 变压器损耗 空载损耗为 1 8 5 ． 1 k W， 负载损耗为 6 0 5． 4 kW ； 总损耗 1 8 5 ． 1 6 0 5 ． 4 7 9 0 ． 5 k W； 变压器的内部循环油路为强油导向结构 ； 变压器原配多回路 Y F 一 1 2 0型冷却器 1 l台 ， 总 共额定容量为 1 2 0 x l 1 1 3 2 0 k W； 工作冷却器循环油流量为 4 0 x 1 0 4 0 0 m 3 ／ h 。 4 ． 2更新改造方案及相关计算 本方案将变压器原配的多回路 Y F l 2 0型冷却 器 1 l 台全部拆除 ， 更换为新型 Y F 3 2 5 0型冷却器 ， 共计 6台 其 中5台工作 ， l台备用 。 1 改造后变压器上层油温计算 当夏季环境温度最高时 ，需投入 5台冷却器工 作 。该状态下 ， 每台冷却器所担负 的冷却容量 Q I ． 1 7 9 0 ． 5 ／ 5 1 7 3 ． 9 k W 该状态下 ， 变压器 的顶层 油温升为 1 7 3 ． 9 ／ 2 6 0 x 4 0 2 6 ． 8 K。当环境最高气温为 3 8 ℃时 ， 变压器的上 层油温为 2 6 ． 8 3 8 6 4 ． 8 C，完全满足有关变压器上 层油温限值的规定 。 2 冷却器改造前后冷却能力的比较计算 改造前冷却器的总额定冷却容量为 1 3 2 0 k W 。 改造后变压器冷却器的总额定冷却容量为 2 6 0 6 1 5 6 0 k W， 冷却器改造后冷却能力提高了 1 8 ． 2 ％。 3 冷却器改造前后总的循环油流量比较计算 改造前工作冷却 器的循环油流量 为 4 0 0 m 3 ／ h 。 改造 后 ，工 作 冷却 器 总 的循 环油 流 量 为 8 0 x 5 4 0 0 m a ／ h 。冷却器改造后 ， 工作冷却器总的循环油流 量不大于改造前总的循环油流量。 因此 ， 变压器不会 因改造造成油流速过快 ， 产生油流带电问题 。 5 结束语 经过两年多的运 行表明 ， 1号主变风冷却器更 新 改造 后效 果显 著 ，主 变上 层 油 温 同 比降低 了 1 5 C 。 主变压器的总体噪声 明显降低 ， 风冷却器的维 护量明显减少 ，主变压器总体的美观性也有很大提 高 ， 为主变压器安全可靠运行创造了条件 。 维普资讯