京南水电厂主变冷却系统技术改造.pdf

变 压 器 技 术 京南水电厂主变冷却系统技木改造 陆梅 芳 ，秦钊林 1． 广 西梧 州桂 江 电力有 限公 司； 2． 广 西水文水资 源梧 州 分局 ，广 西 梧 州 5 4 3 0 0 0 [ 摘要] 变 压器运行时上层油温升偏高，造成变压器不能按额定功率运行，同时也限制机组出力，造成 经济损失，通过对变压器冷却 系统的改造， 现 已满足要求。 关键词变压器 冷却系统技术改造 1 系统配置 梧州市 京南 水 电站机 组 为奥地 利 伏伊 特进 口机组，2台机组容量 为 23 4 ． 5 MW 。2台主变为 国内配套产品。1 主变型号为S F S 8 - 4 0 0 0 0 ／ 1 1 0 ，冷 却方式 ONAN／ ONAF，变压器 两侧各 装型号 为 P C1 7 5 0 ． 4 8 0 ／ 2 1的散热器 6组，共 1 2 组，6台风机，功 率为 0 ． 5 5 k W，全压 9 5 P a ，风量 1 3 5 0 6 m ／ h 。2 主变 型号为S F 8 - 4 0 0 0 0 ／ 1 1 0 ，冷却方式ONAN ／ ONAF ， 收稿 日期 2 0 0 5 - 01 0 8 作者 简 介 陆梅芳 1 9 7 0 - ，女，电气工程 师，从 事水电厂电 气维修工作 。 变压器两侧各装型号 为 P C1 7 5 0 - 4 8 0 1 2 8的散热器 4 组，共 8组，4台风机，功率为0 ． 5 5 k W，全压 9 5 P a ， 风量 1 3 5 0 6 m， ／ h。机组 主变为单元接线，2条 1 1 0 k V线路 为内桥接线。 2 提 出问题 目前，京南水电厂正在运行的 S F S 8 - 4 0 0 0 0 ／ 1 1 0和 S F 8 ． 4 0 0 0 0 ／ 1 1 0变压器，在环境温度偏高时，变压器 的运行温 升偏高 ，造成不能 按额定 负荷运行 。组 成 变压器 的材料 有金属材料 和绝缘材料 两大类， 金属 材料 能耐 高温 ，绝缘材料耐 热能 力比金属低 ，尤其 是包 着线圈 的纸 质绝缘材料 的耐热能 力限制 了变压 器 的温升值， 在一定 的高温下， 线圈的绝 缘在几秒 警 和跳 闸指 示 回路 。 整 流 器 同一 整 流 桥 的 一 个二 极 管 故 障 时 不 跳 闸，或 者整流器不 同， 整流 桥的 2个二极管故 障时 不跳 闸，此 时二极管故 障指示 回路 动作，将 二极管 故障信 号通过 接点在 当地 和远程显 示。 当整流 器 同 一 整流 桥的 2个二极管故 障时，二极 管故障跳 闸控 制 回路动作， 并发 出跳 闸信号， 当地和远程 显示故 障 信 号 。 当整流器 测试点 的温度超过 设定值 时， 整流器 温度 报警和跳 闸指示 回路 动作， 能分别发 出报警或 跳 闸信 号， 当地 和远程 显示 故障信 号 。 整流器屏柜 面板 上设有显 示装置 ，该装 置 由信 号采 集 、信 号处理 、开关电源 和信号显示 等部分组 成 。能够显 示整流器 桥臂熔 断器 熔断 、整流器 的散 热 器温 度超温 、整流 桥跳 闸等 。 整流器一般 配有 自动化数 据采集装 置， 用于收 集跳 闸信号 、报警信 号，采用数 据传输方 式与变 电 所 监控 系统 接 口，采 用接 点方式 与二 次保 护接 口。 装置 能显 示各种 报警 、跳 闸信 号及逆 流保 护信 号 。 1 8 四衄2 0 0 5 年4 期 本 地 采集 数 据 包括 桥 臂 熔 断器 熔 断报 警 、超 温报 警 、控制 电源 失电报警 、桥 臂熔 断器熔 断跳 闸和逆 流跳 闸。通讯信 号包括熔 断报警 、超 温报警 、熔 断 跳 闸和逆 流跳 闸。 4 结束语 近年来 ，2 4脉 波整流机组在 国内地铁 中获得 了 良好 的运行业绩。有资料显示，使用国产 2 4脉波整 流机组， 电流谐波的含量 比 1 2相脉波 整流机组减少 了约 5 0 ％，但其成本仅相应增加 了约 1 5 ％。 因此， 2 4脉 波整流 机组 将在 地铁 中得到 越来 越广 泛的应 用 。 参考文献 ⋯ G B 5 0 1 5 7 - 2 0 0 3 ． 地铁设计规范[ S 】 [ 2 】 GB 1 0 4 1 1 - 8 9 ． 地铁直流牵引供电系统[ S 】 [ 3 】 俞思杰， 曾庆赣． 地铁2 4 相整流系统理论分析及整流变压器 设计研 究． 城 市轨道交通 学术研 讨会论文集 1 9 9 7 ～ 1 9 9 8 [ G 1 ． 中国铁道出版社 ，1 9 9 9 维普资讯 变 压 器 技 术 之 内就 会烧毁 。温度越高 ，变压器 油的氧化速 度越 快，也 即老化 得越快，根 据试验得 出一条法则 温 度每增高 l 0℃，氧化速度增加 l倍 ，因此限制油温 是 很重 要 的 。 1 9 9 7年 7月 1 机组投运，同年 1 2月 2 机组投 运， 由于各 种原 因，2台机组不 能按 照设计 额定 功 率运 行，对应 的 2台主变不能满 负荷运 行，一直 到 2 0 0 2年开始在丰水期 电网负荷高峰 时，机组才可满 负荷发 电，但 主变还是 没有达到满 负荷运 行， l 、 2 主变一般 在环境温度为 3 0℃且 各带 3 0 Mw 负荷 左右 时，主变上层油温升高到 8 0 ℃ 以上，而且所有 风机在 5 5℃已全部启动， 主变上层油温不但没有降 低，而且还 有继续上升 的趋势， 有时不得 不降低 负 荷运行 ，造成弃水 ，机组 的发电受到 主变温升高 的 限制 ，大 大地 降低 了机组 发 电的效率 ，减 少 了发 、 供 电量 。 3 采取措施及方案优选 为 了保 证发 、供 电量 ，尽量避 免弃水 ，经过技 术组 的论 证，认 为在环境温 度偏 高 时，变压器 的运 行温升偏 高，造成 变压器不 能按额定 负荷运行 。主 变温升偏 高的 原因很 多，可 能是设 计 的原因，或者 是制造 工艺 的原因等 。 目前，只能治 表，有 以下 几 个 方案可 选择 方 案 l 由 自然循 环风冷 改作 强迫油 循环导 向 水冷 ；方案 2 由 自然循环风 冷改作 强迫油循环 风 冷； 方案 3加装风 机，加 快空气流 速，把热 空气 带走，达到降温的 目的；方案 4增加散热面积，加 装风机，达 到降温的效果。若选方案 l或方案 2 ，冷 却效 果比较好 ，但 比较麻 烦并且工艺 要求较高， 工 期较长 ，而且 对油泵 的维 护也较复杂 ，运行过程 中 潜油泵 渗漏也会使 空气大量 进入油箱 ，导致气体 继 电器误动 作 ，空气 进入线 圈会降低绝缘 强度，油 泵 轴承 磨损 、轮 叶对壳体 或铁心对定 子的扫堂，会 导 致 变压器油 裂解成各种 烃类物质而使 气相色谱分 析 的气体 含量超 过规定值 ， 由于磨损形 成大量金 属粉 末又会 使线 匝绝缘和绝缘 件 的绝缘遭 到破坏，甚 至 造成短路， 对潜油泵 的检修 工艺要 求高，而且 必须 使 用精度高的轴承，费用较高等 ，因此不适宜选用。 方案 3，旌工 简单又经 济，但效 果不理 想，也 不适 宜采用 。方案 4，旌工 工期短， 旌工简 单，费 用较 方案 l或 2的低，较方 案 3高，经过计 算，散热 能 达到 预期 的效 果 。 通 过技术 组的论证 、计 算、 比较 结果，决定 选 择 方案 4来 对 2台主变冷却 系统进 行改造， 具体方 案 如 下 1 l 主变 S F S 8 4 0 0 0 0 ／ 1 l 0变压器增加 8组同 规格的 P Cl 7 5 0 4 8 0 ／ 2 8散热器和 2台风机，放在变压 器的一侧 即拆下原装 6组 P Cl 7 5 0 4 8 0 ／ 2l 散热器 ， 另-N放 8 组同规格的P C l 7 5 0 4 8 0 ／ 2 l 散热器并增加 2台风机 即增加 2组 P Cl 7 5 0 4 8 0 ／ 2 l散热器， 将变压 器 两边 上 下 的集 油 管两 端 各 增加 1根 三 通 的管 接 头，共 8根 ，各连接面均 为法兰连接， 用于加 装 4 组 散 热 器 。 22 主变 S F 8 4 0 0 0 0 ／ 1 l 0变压器增加 4组同 规格的 P C1 7 5 0 4 8 0 ／ 2 1 散热器 用 l 主变 S F S 8 4 0 0 0 0 ／ l l 0变压器减下来的 和 4台风机，放在变压器 的两 侧 的两头，将 变压器两侧 上下 的集 油管两端各 增加 1 根三通的管接头 共 8根 ，各连接面均为法兰连接， 用 于 加 装 4组 散 热 器 。 改造前，S F S 8 4 0 0 0 0 ／ l l 0变压器P 4 2 k W； Pk 241 ． 3 kW ； ∑ S1 7． 92 1 2 21 5． 0 4 m T 0 ． 1 9 1【 1 ． 0 3 22 4 1 ． 3 4 2 1 0 3 ／ 2 1 5 ． 0 4 ] 。 6 1 ℃ 经计 算、校核现散热效果 ，油面温升 为 7 0 ℃ 。 改造后，P 4 2 k W； P 2 4 1 ． 3 k W； ∑s l 7 ． 9 28 2 3 8 3 2 7． 3 6m T0 ． 1 9l【 1 ． 0 3 22 4 1 ． 3 4 2 1 0 ／ 3 2 7 ． 3 6 ] 。 43 ． 65℃ 油 面温 升 为 4 9℃ 。 改造前，S F 8 ． 4 0 0 0 0 ／ 1 1 0变压器 Pk 1 79． 7 65 k W ； ∑ S2 3 8 1 8 4 m T 0 ． 1 91【 1 ． 0 3 2 1 7 9 ． 7 6 5 3 2 5 4 ． 8 3 ℃ Po 32kW ； 1 0 ／ 1 8 4 ] 。 。 经计算、校核现散热效果，油面温升为6 2 ． 4 2 ℃， 改造后，P 3 2 k W； P l 7 9 ． 7 6 5 k W； ∑ l 7 ． 9 2 4 23 x 8 2 5 5． 6 8 m2 T 0 ． 1 9 l『 1 ． 0 3 2l 7 9 ． 7 6 5 3 2 1 0 ／ 25 5． 6 8 】 0 0 - - 4 2． 1 7℃ 油面 温升 为4 7 ． 1 9 ℃ 。 依 据标准 ，油浸 变压器 的油面 温升可达 5 5℃， 经计 算 、校核， 2台主变冷却系统改造后 已完全 满足 运行 温升 的要 求。 l 、2 主变均存在环境温度偏 高，变压器上层 油温温升偏 高的情 况，l 主变经过改造后，运行一 个 多月 ，通过观察 测量 比较， 与去年 同期 比，散热 效果 大 为改善 ，达 到 了预 期 的效 果 。 4 结束语 经过对 2台主变冷却系统 的技术改造，我 厂 2台 机组均 能满 负荷运 行，不再 受变压器 上层油温温 升 偏 高 的 限制 ， 对缓 解 梧 州 的严 重 缺 电起 了较 大作 用 。 参考文献 【 1 】 焦绍光 ，等． 多相整流变压器和变抽头结构在谐波抑制 中 的应用． 重庆 电工技术 ，2 0 0 3 ，1 0 2 0 0 5 年4 期 四圆1 9 维普资讯