一種新型變壓器強油風冷控制方式

任保忠，王華璽，李建超

（國網山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000）

一種新型變壓器強油風冷控制方式

任保忠，王華璽，李建超

（國網山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000）

介紹了傳統強油風冷控制方式和新型風冷控制方式的工作原理，分析了前者易積污是冷卻效率隨運行時間而下降的原因，采用新型風冷控制方式進行改造，對改造前后的運行效果進行了分析比較，并通過試驗取得最優參數。

變壓器；冷卻器；新型控制方式

0 引言

目前采用強油風冷方式的變壓器在運行的220 kV主變壓器中仍占有較大比例。在冷卻器運行過程中，由于風機運轉產生的吸附力，極易導致變壓器后部散熱管道內發生積污現象，使冷卻效率降低。為了提高冷卻效率，需要對主變壓器冷卻器進行帶電水沖洗，而此項工作存在一定的安全隱患，多地曾發生由此而導致的主變壓器跳閘事故。

1 傳統和新型風冷控制方式介紹

1.1 傳統控制方式原理

傳統變壓器冷卻器的典型的控制方式如圖1所示，其中1KK為手動/自動操作把手，3K，1HK為中間繼電器，1KY為交流接觸器，1FA，1FA1為熱繼電器，MY為油泵，MF為風機，HXD為冷卻器工作指示燈。

其工作原理描述如下。圖1中3K為PLC模塊控制的中間繼電器，若操作把手1KK置于自動狀態，1KK的3-4導通。當PLC模塊判斷該組風機需要啟動時，繼電器3K帶電，圖1中3K 15-18觸點組導通，使繼電器1HK的A1-A2線圈帶電，1HK的9-5觸點組導通。此時若熱繼電器1FA，1FA1無異常，則交流接觸器1KY的A1-A2線圈帶電，油泵MY和風機MF帶電，冷卻器啟動，同時指示燈HXD亮起指示。當操作把手1KK置于手動狀態時，則無需PLC邏輯判斷，冷卻器直接制動。

圖1 傳統冷卻器控制方式

該控制方式中，風機一直處于向外吹風的正向運轉方式，這樣導致散熱管處始終承受較大的吸附力，容易將周圍的柳絮、楊絮及其他臟污飛塵吸附至散熱管道處。長期積累效應下導致臟污進入到散熱管道內部，使冷卻器散熱性能下降，必須進行及時清理。

1.2 新型控制方式原理

對變壓器冷卻器的風機運轉方式進行了改造，改變其長期向外吹風運行方式，在正向吹風T1時間后，逆向吹風T2時間。合理選擇T1，T2時間，使T1時間內臟污只附在散熱管道表層，這樣在T2時間的逆向吹風便可輕易將絕大部分臟污吹出。

改造后冷卻器的控制方式如圖2所示。其中新增中間繼電器4K，2HK；交流接觸器1KY1，1KY2。對PLC模塊進行程序升級，當冷卻器處于自動運行狀態時，PLC模塊所控制中間繼電器3K帶電T1時間后，3K失電，轉為中間繼電器4K帶電T2時間，依次循環。

其基本工作原理描述如下：若操作把手1KK置于自動狀態，1KK的3-4和5-6這2組觸點組均導通；當3K繼電器帶電時，繼電器1HK的A1-A2線圈帶電導通。此時若熱繼電器1FA，1FA1無異常，則交流接觸器1KY和1KY1的A1-A2線圈帶電，油泵MY和風機MF帶正序交流電，冷卻器正常啟動。T1 時間后，3K繼電器失電，4K繼電器帶電，則交流接觸器1KY和1KY2的A1-A2線圈帶電，油泵MY依然帶正序交流電，正常運轉；而風機MF帶負序交流電，轉為反向運轉清污模式運行，依次循環。若操作把手1KK置于手動狀態，則接觸器1HK始終帶電，冷卻器始終處于運轉狀態。

圖2 新型冷卻器控制方式

圖3 1號主變壓器溫度變化曲線

2 傳統和新型控制方式運行效果比較

對同一變電站2臺強油風冷變壓器進行試驗，分別稱之為1號主變壓器，2號主變壓器。其中，1號主變壓器為新型冷卻器控制方式， 2號主變壓器為傳統冷卻器控制方式。新型冷卻器控制方式中選擇正向吹風T1為60 min，逆向吹風T2為5 min。在2015年5-6月，以3天為1個基本單位，統計此3天內的主變壓器最高溫度，共20組數據，2臺變壓器的溫度變化如圖3，圖4所示，最高、最低和平均溫度如表1所示。

圖4 2號主變壓器溫度變化曲線

表1 各臺主變壓器最高、最低和平均溫度

對以上2臺主變壓器的冷卻器進行現場觀測，經過2個月的運行后，1號主變壓器與2號主變壓器相比，1號主變壓器冷卻器散熱管道臟污程度輕微許多，不需要對其進行清理。

通過以上對比分析可以看出，采用新型冷卻器控制方式后，1號主變壓器的冷卻器冷卻效率隨著運行時間的增加并無明顯的降低。由此可見，改造后的設計可以有效地解決傳統強油風冷控制方式中冷卻器散熱管道積污嚴重，從而需要定期水沖洗的難題。

3 時間參數優化選擇

為了取得最佳效果，對新型冷卻器控制方式中T1，T2參數進行了試驗。對T1，T2分別取3組參數，第1組參數為60 min，5 min；第2組參數為120 min，5 min；第3組參數為120 min，10 min，下面對這3組參數運行情況進行測試。

選擇3臺負荷相當、所處地理位置相近的強油風冷主變壓器，首先對其冷卻器進行清理，使其散熱管道處于清潔狀態，然后分別按照以上3組參數運行，進行測試。試驗同樣是在2015年5-6月進行，數據獲取和上述方式一致，3臺主變壓器的溫度變化曲線如圖5所示。

由圖5可看出，3臺主變壓器溫度隨著時間均無明顯變化，說明冷卻器改造后運行效果較好，能夠基本實現自清理的設計目標。相比較而言，第1組和第2組的冷卻器自清理效果更為突出，但第2組冷卻器溫度稍有上升趨勢，說明第2組數據的選擇不太合理，不宜采用。比較第1組和第3組數據，每個循環周期分別為65 min和130 min，在效果相當的情況下優先選擇周期較長的參數，這樣可延長各器件和電動機的壽命，故最終選擇第3組參數，即T1為120 min，T2為10 min。

圖5 3臺主變壓器溫度變化曲線

4 結束語

對傳統強油風冷控制方式進行改造，使冷卻器風機正向吹風T1時間后，逆向吹風T2時間。通過試驗比較，發現該設計是可行的，進行改造后的冷卻器具有優良的自清潔能力，可有效解決強油風冷變壓器需定期清理的問題。同時，對時間T1和T2的選擇進行試驗，最終選擇了T1為120 min，T2為10 min的最優組合。

1 于文濤，晁玉龍．800 MVA主變冷卻器帶電水沖洗作業［J］．變壓器，2011，48（11）：44-44．

2 楊 理，李林川，李俊元，等．強油循環風冷變壓器冷卻系統自控裝置的研制［J］．電力系統及其自動化學報，2004，16（5）：52-55．

3 任保忠，陳 鵬，孔 鵬，等．變壓器冷卻器新型防塵降溫方式研究［J］．變壓器．2013，50（4）：50-51．

4 趙劍波，肖承仟，王予生，等．220 kV主變風冷裝置全停故障原因分析及其二次回路改造［J］．高壓電器，2011，47（5）：96-99．

5 羅玉才，王一鳳．變壓器冷卻方式對繞組溫升的影響［J］．變壓器，2012，49（1）：17-18．

6 張曉麗，肖 剛，劉青麗．500 kV自然油循環變壓器冷卻回路的改進［J］．四川電力技術，2006，29（4）：17-18．

2015-07-27；

2016-03-05。

任保忠（1985-），男，工程師，主要從事變電檢修工作，email：rbz-1985@163．com。

王華璽（1973-），男，工程師，主要從事變電檢修工作。

李建超（1982-），男，工程師，主要從事變電檢修工作。