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(wǎng)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(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000）

介紹了傳統(tǒng)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(yōu)參數(shù)。

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(zhuǎn)產(chǎn)生的吸附力，極易導致變壓器后部散熱管道內(nèi)發(fā)生積污現(xiàn)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(fā)生由此而導致的主變壓器跳閘事故。

1 傳統(tǒng)和新型風冷控制方式介紹

1.1 傳統(tǒng)控制方式原理

傳統(tǒng)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(tài)，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(tài)時，則無需PLC邏輯判斷，冷卻器直接制動。

圖1 傳統(tǒng)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(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)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(tài)時，PLC模塊所控制中間繼電器3K帶電T1時間后，3K失電，轉(zhuǎn)為中間繼電器4K帶電T2時間，依次循環(huán)。

其基本工作原理描述如下：若操作把手1KK置于自動狀態(tài)，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(zhuǎn)；而風機MF帶負序交流電，轉(zhuǎn)為反向運轉(zhuǎn)清污模式運行，依次循環(huán)。若操作把手1KK置于手動狀態(tài)，則接觸器1HK始終帶電，冷卻器始終處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)計此3天內(nèi)的主變壓器最高溫度，共20組數(shù)據(jù)，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(xiàn)場觀測，經(jīng)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(tǒng)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(shù)優(yōu)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(shù)進行了試驗。對T1，T2分別取3組參數(shù)，第1組參數(shù)為60 min，5 min；第2組參數(shù)為120 min，5 min；第3組參數(shù)為120 min，10 min，下面對這3組參數(shù)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(tài)，然后分別按照以上3組參數(shù)運行，進行測試。試驗同樣是在2015年5-6月進行，數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)的選擇不太合理，不宜采用。比較第1組和第3組數(shù)據(jù)，每個循環(huán)周期分別為65 min和130 min，在效果相當?shù)那闆r下優(yōu)先選擇周期較長的參數(shù)，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(shù)，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(tǒng)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(fā)現(xiàn)該設計是可行的，進行改造后的冷卻器具有優(yōu)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(yōu)組合。

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

2 楊 理，李林川，李俊元，等．強油循環(huán)風冷變壓器冷卻系統(tǒng)自控裝置的研制［J］．電力系統(tǒng)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(huán)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。