主變壓器油浸自循環風冷改強油循環風冷
發布時間:2019-07-13 17:18:37來源:
短路電壓%10.63空載損耗(kW)結線組別¥。/厶11冷卻方式油浸自循環風冷油重(t)18.83 2油浸式變壓器冷卻方式油浸式變壓器有自冷式、風冷式、強油風冷或強油水冷式冷卻方式可供選擇。
2.1油漫自冷式(ONAN)當變壓器容量在2500kVA及以下,可采用膨脹式散熱器,變壓器可不裝儲油柜,并可設計成全密封型。
2.2油浸自循環風冷式(ONAF)當變壓器容量在8000kVA及以上、40000kVA及以下,可采用管式或片式散熱器,可選用風冷冷卻方式,提高散熱器的冷卻效率。
2.3強油風冷式(OFAF)和強油水冷式(ONAW)一般當變壓器容量在50000kVA及以上,可采用強油風冷或強油水冷的冷卻器,進一步提高冷卻效率,使散熱器數量減少。
3油浸自循環風冷式散熱油浸自循環風冷式:油為自然循環,其循環動力是溫度差,即變壓器的器身(鐵芯及線圈)由于電磁損耗而發熱,這種熱量由靠近繞組和鐵芯部分的油所吸收。箱底油溫低,頂層油溫篼,頂層油與散熱器連通,散熱器內的油將熱量傳給散熱管或散熱板片,再傳給空氣,這樣散熱器進出口就形成溫度降落(一般為2030X.由溫度降落就形成油的密度變化,冷卻油的密度變大,靠自重而下沉;油箱內的油因被器身加熱使油溫升高,密度變小,形成浮升力;這樣油箱內的發熱與箱外散熱器的冷卻兩種力量(浮升力及下沉力)推動變壓器油周而復始連續不斷進行循環。散熱器外部的空氣靠動力循環,熱空氣檢修、改造,技術管理工作。
被風扇吹走,冷空氣隨之補充進來形成冷熱空氣交換流動,變壓器的熱量不斷地傳給空氣,形成一種動態平衡。維持變壓器各部(鐵芯、繞組、油等)溫升在標準規定的范圍以內,從而保障變壓器的壽命。
4冷卻器選擇云南省以禮河發電廠三級電站4主變SFL? 45000/110鋁線變壓器,按照該變壓器容量的大小,由前所述,可按以下選擇冷卻器:40000kVA及以下,可采用管式或片式散熱器,采用油浸吹風冷卻;一般當變壓器容量在50000kVA及以上,可采用強油風冷或強油水冷的冷卻器。
云南省以禮河發電廠三級電站4主變冷卻方式界于油浸自循環風冷式和強油風冷式之間,從運行三十多年的經驗來看,在達到額定負荷和夏季流人冷卻器的油溫超過80‘C,線圈溫度超過65'C運行。試驗證明,當油的平均溫度每升高lC時,油的劣化速度就會增加1.52倍,油的氧化起始溫度是6070C,由此可見,當時選擇油浸風冷是錯誤的。
由于該變壓器安裝在一面敞口的半山洞內,空氣側的循環條件不佳,致使油溫升偏高。要解決這一問題,只好采用強油風冷或水冷,如夏季氣溫高,安裝場地寬闊,可采用強油風冷式;若地方狹窄,水源充足,可采用強油水冷式。強油風冷卻器可選擇沈陽變壓器廠配件四廠生產的沈變專利產品YF是在半山腰,水源不可靠,為此,向有關廠家技術咨詢和考察,并做可行性分析,技術、經濟比較和論證后,結論:油浸風冷改成強油循環風冷是可行的,即選擇沈陽變壓器廠配件四廠生產的YF?125型篼效冷卻器。
5強油循環的特點由于強迫油循環,油側循環良好,一般油流量為40m3/lkW比自然循環的油流量要大的多,溫差為4C左右,而自然循環上下油溫差為2030‘C.如果平均油溫升為35K,那么,強油循環時頂油溫升僅為35 +4/2=37K.自然油循環時頂油溫升則為頂油溫升低得多。
6油流速度問題或油流帶電由于油的流動,就會產生摩擦(一種為油分子間的摩擦即內摩擦;另一種是油與周邊物體(固體)摩擦即外摩擦)。摩擦發熱或摩擦生電速度越大,摩擦越厲害,產生靜電就越多,靜電在電場中就形成局部放電。所以通常我們要限制油流速度,一般在冷卻裝置內的油速<3m/s,導向油道出口,限制<0 3m/s,繞組內限制0 060.12m/s,速度限制與變壓器的電壓等級大小有關。
7改強油風冷后對主變的影響油浸風冷改為強油風冷,將大大改善變壓器的冷卻。油面溫升、油平均溫升等均會下降。除了積極效果外,其負面影響如下:目前冷卻器均為單程油路,上下油溫差較小,所以原有的凈油器基本失效,因為老凈油器靠溫差進行循環,取而代之的是采用全密儲油柜,使油與空氣隔離減少油的氧化,另外定期化驗油質,必要時采用真空濾油。所以老式落后的硅膠或活性氧化鋁凈油器被淘汰。
如果采用集中冷卻,系統阻力及泵的揚程應匹配,同時每臺冷卻器的循環油流限在40m3/100kV以下;泵前至變壓器上部油出口之間的油阻力應小于儲油柜的比較低油位至油泵中心線交叉處的液柱高度,即防止油泵處出現負壓,避免負壓進氣或油中氣體分離造成輕瓦斯動作。
8冷卻器和控制系統的改造冷卻器選擇沈陽變壓器廠配件四廠生產的沈變專利產品YF?125型高效冷卻器四組,其中兩組工作,一組輔助,一組備用。
冷卻器工作原理:在油側(即變壓器側)由變壓器油泵將變壓器油箱上部的熱油送人冷卻器,使之流過冷卻管,再從變壓器的下部送回油箱。當熱油在冷卻管內流動時,將熱量傳遞給冷卻管,再由冷卻管對空氣放出熱量。在空氣側由變壓器風扇將冷空氣吸人,使之流過管族,吸收熱量,然后從冷卻器的前方吹出。
冷卻器控制部分采用PLC控制器(日本歐姆龍),其電氣元器件和配線應符合有關要求和標準,具有遠方控制接口及微機接口。
工作電源有兩段(I、n)供電,兩段交流互為備用自動切換,交流380V. 2、3、并4組成,分為共1、拉2工作,3輔助,4備用。當溫度達到6(TC時自動啟動3(輔助)冷卻器工作,直到油溫低于55C時,并3冷卻器停止工作。當1、2冷卻器故障,如油示流器、交流接觸器、熱繼電器、油泵等元器件故障時,4(備用)冷卻器自動啟動工作,同時故障燈亮。
2,共3、共4冷卻器須互為備用,兩只冷卻器每15天自動切換工作,相應的工作冷卻器、輔助冷卻器和備用冷卻器也自動切換。
當油溫達到65X:時,發油溫升高信號。
當冷卻系統故障切除全部冷卻器時,允許帶額定負載運行20min.如20min后頂層油溫尚未達到7(TC,則允許上升到70°C,但在這種狀態下運行的比較長時間不得超過lh,否則“油冷卻器全停”保護跳開主變篼低壓側開關。
控制箱有自動操作和手動操作。
9改造冷卻器過程中需重點注意的問題安裝前檢冷卻器內是否有異物,每組冷卻器需用合格油循環清除內部雜質。
連接油管、蝶閥、逆止閥、法蘭和試流器等需認真檢清掃,特別是有焊接的地方一定要把焊疤打磨干凈。
冷卻器上部母管安裝高程一定要低于主變上油枕正常油位的高度(根據經驗比較好低于油枕正常油位的65%以下,此數據需根據各自油枕的直徑而定),換句話說,油枕安裝的高度要高于任何物體。
冷卻器上下母管安裝時放氣閥側必須高出另一側10mm.安裝完畢后,檢無誤,冷卻系統暫不和主變連接,出油管中間連接壓榨式濾油機,啟動油泵和壓榨式濾油機,用合格油循環冷卻系統,清除內部雜質;循環完后冷卻器和連接部分充氣(加壓)1公斤,保持1小時,并用洗衣粉水涂抹在焊縫和接口處,看是否有漏氣現象。
因冷卻器安裝在半山坡山洞內,由+孕地理位置、環境的限制,故電機風扇應向山洞外排風,把熱風吹出山洞外。
主變抽真空注油時,一定要把冷卻器上下油管的蝶閥打開。冷卻器上下母管、示流器、連管、彎頭處和油泵等處的放氣閥適當打開排氣,邊加油邊排氣,每個放氣閥旁一定要有人守著。
特別應該注意的是待主變注完油后,靜止一夜,在此期間要不間斷地排各連接部分的氣,否則空氣進到主變,對主變運行會產生不良后果;還值得一提的是,在啟動冷卻器之前,要檢油泵內的空氣是否排完,不然油泵不會打油。
主變投運前,一定要認真仔細檢各放氣閥是否擰緊和各部是否正常。
冷卻器試運行期間應隨時監視信號,注意觀察聲響、振動、滲油和定期檢冷卻器各部是否正常運行。
10改造前后新、舊冷卻器技術性能對比(表1)表1序號名稱舊冷卻器新冷卻器備注冷卻器油浸風冷強油風冷風扇電機26臺12臺冷卻器13組4組前者占地面積大冷卻管路管路長、接口多、漏點多管路短、接口少、漏點少油管普通鋼和鑄鐵光鋼管油泵無四臺油流繼電器無有蝶閥、逆止閥鑄鐵不銹鋼控制部分簡單控制PLC控制器PLC可編程工作電源一段供電兩段供電后者互為備用11結束語以禮河發電廠三級電站4主變于2001年9月17日至10月5日改造完,并于2001年10月6日投運和試驗跟蹤至今,各種試驗參數均符合標準,運行效果良好,變壓器上層油溫平均降低了1520°C,得到了運行單位的好評。通過改造,彌補了投產時的選型不當,延長了變壓器壽命,特別是減輕了工人的勞動強度,使檢修和試驗兩只隊伍得到了一次很好的鍛煉,學習和接受到一些新的知識,油浸自循環風冷改強油風冷是可行的,是成功的。