大型变压器强油循环冷却系统的缺陷及其改造.pdf

第 4 1 卷第 5 期 2 0 0 4 年 5月 蠢 珏 毫 Z V o 1 ． 4 1 Ma y N0 ． 5 2 0 0 4 大型变压器强油循环冷却系统的缺陷及其改造 1 引言 王国伟，邓 东，王常平，白生东 新疆特变电工股份有限公司，新疆 昌吉 8 3 1 1 0 0 运行 中的变压器产生的损耗 ， 以热的形式散发 出去。小型变压器发热量小 ， 产生的热量通过油箱 壁或散热管便可将内部热量向周围介质散发出去。 但容量较大的变压器发热量很大 ， 所以必须有冷却 装置 ， 否则不能保证变压器 的正常运行。冷却装置 有散热器和冷却器两种 ， 不带强油循环的称为散热 器 ， 带强油循环的称为冷却器。冷却器又分为风冷 却器和水冷却器。我们国家绝大多数大型电力变压 器都使用风冷却器。本文论述了在大型变压器的运 行过程中老式强油循环风冷却器存在的缺陷和改 进方法 。 2 老式冷却器和新型冷却器的对比 为了提高变压器冷却效果 ， 保证运行安全以及 增容等 ，用户往往要求改造 旧有变压器 的冷却 系 统。以往生产的老系列变压器 ， 特别是大型变压器 所使用的冷却装置 ， 漏点较多 、 检修和维护量大 ， 散 热能力不够， 易出现故障， 影响变压器的安全运行。 以前 ， 大型变压器是采用多回路强油循环冷却 器。经过运行看出， 它存在许多问题。如果在检修 时 ， 更换新型大功率冷却器 ， 即用大功率单通道强 油循环冷却器代替老系列多回路强油循环冷却器 ， 可提高散热能力 ， 降低变压器温升 ； 减少冷却器组 数 ， 从而减少冷却器的渗漏点和 13 常维护量 ， 并且 可提高运行安全性能。 新型大功率冷却器的优点如下。 1 散热功率大， 单片功率在 l 8 O k W 以上， 使变 压器温升降低， 运行更可靠 。 2 减少了冷却器的组数 一般可减少 4 O ％ ， 从而减少渗漏点和维修工作量。 3 采用 了大功率低转速潜油泵 、 新型风扇和 油流继电器， 便于维护和减少修理量。 3 老式风冷却器存在的问题 1 老型号的风冷却器散热管是将钢带缠在钢 管上经过热浸锌而成的。冷却器运行几年之后 ， 由 于锌层的氧化和表面的污染 ， 冷却能力衰减 。老式 冷却器一般使用的是高速潜油泵。潜油泵转速越 高 ， 轴承和叶轮 的磨损就越严重 ， 磨损下来 的物质 是金属微粒。这些金属微粒随着油流可能进入变压 器里面去了。不言而喻 ， 这对变压器的绝缘是非常 有害的。而采用低速油泵， 情况就好多了， 不仅提高 了安全性 ， 而且磨损程度下降 ， 延长 了变压器的检 修周期。 2 老式风冷却器使用的是老式的油流继电 器。这种油流继 电器不仅密封性能不好 ， 而且也不 能显示油的流动状态。冷却器连有净油器 ， 净油器 中的硅胶不停地被油流冲刷 ，硅胶 的磨损很严重 ， 磨损下来 的硅胶粉末可能随着油流冲进 了变压器 里， 甚至冲到器身上去 ， 这就可能引起变压器烧损 事故。 3 老型号冷却器本体连同附件 的密封面多 ， 很容易渗漏。特别需要指出的是 ， 冷却系统 的渗漏 点 ， 有 的位于高速油流区， 这些区域内的油压比大 气压低 ， 即为负压 区， 因而在这里可能吸进大气 中 的气体 和水分 ，引起气体继 电器报警或使绝缘受 潮 ， 这个危害也是很大的。 从以上几点可看出， 改造和大修首先要改造冷 却 系统 。 4 冷却系统的改造 1 首先要选用先进的风冷却器。 目前冷却器 品种多， 其中质量好的有两个特点 a ． 散热管为钢铝复合管 。在钢管的外面套装有 轧制而成的铝散热翅片。这种铝散热翅片的散热性 好 ， 不会生锈 ， 也不易老化， 使用寿命长。 b ． 采用低速潜油泵 ， 叶轮和轴承的磨损大大降 低。 2 要选择合适的冷却器组数 。 3 选择无缝钢管作为冷却器 的汇流母管 ， 代 维普资讯 第 4 1 卷第 5期 2 0 0 4年 5月 委 压善 Z V o 1 ． 4 1 Ma y No． 5 2 0 0 4 3 ． 2 3 ． 5热塑性 塑料 热塑性塑料有纯树脂的， 也有由树脂和填料及 各种添加剂组成的。 热塑性塑料种类很多， 如聚乙烯、 聚丙烯、 聚苯乙 烯 P S 、 苯乙烯一丁二烯一丙烯腈共聚物 A B S 、 聚甲 基丙烯酸甲酯 有机玻璃 P M MA 、 聚酰胺 1 0 1 、 聚酰胺 6 6 、 聚酰胺 6 尼龙 、 聚对苯二甲酸丁二醇酯 P E T 、 聚 对苯二甲酸乙二醇酯 P B T 和聚碳酸酯 P C 等。而在 变压器和互感器上应用比较多的是 P B T和尼龙。 3 ． 2 3． 5 ． 1 聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性 玻璃丝 纤维增 强 的聚对苯 二 甲酸 乙二 醇酯 F R P B T 的吸水率是工程塑料中最低的。 其因吸水 而导致尺寸变化极小 ， 因此体积稳定性极佳 ， 成型 收缩率小 ， 适合作各种精密零件。 F R P B T具有优 良的机械性能 ，即具有很高的 刚性和强度。它的抗拉强度和弯曲弹性模量是工程 塑料中最高的一种。低温情况下 ， 机械性能也不下 降。 其应用范围极广 。 F R P B T对高温环境的抵抗能 力极佳 ，即在高温情况下抗张强度依然相当高 ， 是 应用较广泛的耐热性塑料。在空气中连续使用的温 替原来 用钢板 焊成 的方 汇流母 管 ， 也 就 消除 了长长 的焊缝 ， 减少了焊缝的渗漏。 4 取消了净油器。净油器是在变压器不密封 的时代产生的 ，对开启式变压器的确有一定 的作 用。现在变压器是在全密封上下功夫 ， 与大气是彻 底隔离的。再说 ， 现在的变压器器身中纸对油的比 重大大增加。如果油中有水 ， 大量吸水的是纸 ， 硅胶 吸收的水极少 。更重要的是 ， 硅胶的粉末进入变压 器 。 对变压器的安全运行是很大的危害。根据这个 原理装净油器就没有意义了。 5 为提高顶层油温的控制水平 ， 将老型号 的 温度计更换为新型号的温控器 ， 这样既可提高油温 测量准确性 ， 还可实现油温的遥测。 6 变压器本体 内部 的改造是与冷却系统改造 紧密相连的一个环节。老型号变压器的器身绕组的 围板拉带一般都采用的是纸拉带紧固结构 ， 因其机 械强度不够 ， 变压器运行时间一长就易造成接 口处 折断 ， 从而失去紧固作用， 引起围板松散 ， 使变压器 的绝缘受到破坏。故建议采用新材料电工收缩带进 行拉紧 ， 这样不仅紧固效果好 ， 而且更为美观。 5 典型事例 2 0 0 2年 7月我们公司对新疆奎屯电业局克拉 玛依变电站一台 S F P S 7 1 2 0 0 ／ 2 2 0 k V主变压器的 强油风冷却系统按照上述的原则进行了改造 ， 收到 良好的效果 ， 安全运行至今已有一年多 ， 获得用户 的好评 。其改造前后数据见表 l 。 表 1 强油风 冷却器 改造 前后 技术 数据 对 比 项目 改造前 改造后 型号 YF l 2 0 YF r1 2 o 冷却容量／ k W 1 2 o l 9 0 油流量／ m 3 h 4 0 6 0 冷却器组数 8 6 冷却总容量／ k W 9 6 0 l 1 40 油泵 B B 2 4 0 1 ．6 ／ 3 V 6 B 2 6 0 3 ．5 ／ 1 ． I V 油 顶层 温升／ K 5 2 4 6 6 结束语 随着电力系统的不断发展 ， 对供电可靠的要求 也越来越高。保证变压器安全 、 稳定地运行是当前 变压器生产厂家和运行单位所必须解决的问题 。以 上 问题就是建立在这个基础上提出来 的， 希望能对 电力系统或同行在对有类似情况变压器进行大修 时， 起到一定参考和借鉴作用。 参考文献 【 1 】 赵家礼， 张庆达．变压器故障诊断与修理【 M】 ．北京 机械 工业出版社． 1 9 9 8 ． 【 2 】 路 长柏， 朱英浩， 张怀灵 ， 等．电力变压器计算【 M】 ．哈尔 滨 黑龙江科学技术出版社， 1 9 9 0 ． 维普资讯