強油風冷變壓器冷卻控制方式改造

任保忠，趙全新，孔　鵬，李宗杰

（國網山東省電力公司聊城供電公司，山東　聊城　252000）

強油風冷變壓器冷卻控制方式改造

任保忠，趙全新，孔鵬，李宗杰

（國網山東省電力公司聊城供電公司，山東聊城252000）

針對強油風冷變壓器冷卻器散熱管道積污嚴重問題展開研究，設計一種新型冷卻器控制方式，將冷卻器風機改造為正向運轉和反向運轉相結合的方式。介紹傳統控制方式和新型控制方式原理，并結合現場運行實際情況，對此兩種控制方式下冷卻器運行情況進行比較。

變壓器；冷卻器；控制方式

0　引言

當前在運行的220 kV主變，常見冷卻方式有強油風冷、輔助風冷、自冷等。相較于自冷和輔助風冷，強油循環風冷方式最大的缺點是在春夏楊絮、柳絮飛揚之際或麥收時，由于風機運行的吸力，冷卻管道之間容易吸附大量的雜物［1-2］，導致冷卻器散熱效率降低。若此時氣溫較高，變壓器容易出現溫度過高的問題，嚴重時會影響變壓器運行壽命，威脅電網的安全可靠運行。一般對冷卻器采取帶電水沖洗的方式，但帶電水沖洗存在一定的安全隱患，曾多次發生因水沖洗而導致的主變跳閘事故，同時該方式工作量大，工作強度高［3］。

1　傳統和新型控制方式原理

1.1傳統控制方式原理

傳統冷卻器的一種控制方式如圖1所示［4］，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。

圖1中3K為由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，圖一中3K的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。

該控制方式中，一旦冷卻器工作，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，長期積累效應導致臟污進入到散熱管道內部［5］，使冷卻器散熱性能下降，必須及時進行清理。

1.2新型控制方式原理

對冷卻器的風機運轉方式進行改造，改變其長期向外吹風運行方式，在正向吹風60min后，逆向吹風5min，此時可將正向吹風期間積累的臟污吹出散熱管道。由于在60min內，臟污只附在散熱管道表層，此時只需要一段時間的逆向吹風便可將絕大部分臟污吹出。

圖1　傳統冷卻器控制方式

圖2　新型冷卻器控制方式

此時冷卻器控制方式如圖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60min后，3K失電，轉為中間繼電器4K帶電5min，依次循環。

其基本工作原理，簡單描述如下。若操作把手1KK置于自動狀態，1KK的3-4和5-6兩組觸點組均導通。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。60min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，冷卻器始終處于正常運轉狀態。

2　運行效果比較

對3臺負荷相當同的220 kV強油風冷變壓器分別編號為1、2、3號，對其進行試驗。其中，1號主變為新型冷卻器控制方式，2、3號主變為傳統冷卻器控制方式，2號主變于2015-04-12進行帶電水沖洗，而3號主變2015年內一直未進行冷卻器清理工作。自2015-04-15至2015-06-14，以3天為1個基本單位，統計此3天內的主變最高溫度，共20組數據，依次編號N為1～20，每臺變壓器的溫度變化曲線和平均溫度分別如圖3（a）、（b）、（c）所示。

對每臺變壓器在此期間的最高、最低和平均溫度進行統計，如表1所示。1號主變的溫度浮動最小，約為±5℃，2、3號主變溫度浮動均約為±9℃。同時由圖3可以清晰地看出，2、3號主變溫度在2個月內均有明顯的上升趨勢，其中3號主變溫度最高，最高溫度達65℃，已經接近主變高溫報警溫度，需要在近期對其冷卻器進行清理。1號主變的溫度曲線略有上升趨勢，但考慮到4—6月期間的環境溫度也呈逐漸上升趨勢，可認為此主變冷卻器的冷卻效率并無明顯變化。

對以上3臺主變的冷卻器進行現場觀測，經過2個月的運行后，2、3號主變相比，1號主變冷卻器散熱管道臟污程度輕微許多，具體情況如圖4所示。不需要對其進行清理。

圖3　各臺主變溫度

表1　各臺主變最高、最低和平均溫度　℃

圖4　各臺主變冷卻器

通過以上分析可以看出，采用新型冷卻器控制方式后，1號主變的冷卻器冷卻效率隨著運行時間并無明顯降低，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，需要定期水沖洗的難題。

3　結語

針對強油風冷變壓器，設計了一種新型冷卻器控制方式，該控制方式改變傳統風機只能正向運轉的模式，改成60min正向運轉加5min反向運轉循環的方式。通過運行效果比較，可以看出使用此新型控制方式，可以有效解決冷卻器運行中散熱管道易積污，需定期清理的難題，具有很好的現場應用價值和推廣意義。

［1］楊理，李林川，李俊元.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.

［2］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.

［3］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.

［4］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.

［5］李曉斌，賈義，蓋國權，等.主變壓器強油風冷信號回路改進［J］.電子設計工程.2014，22（4）：117-119.

Control M ode Upgrading in Cooling System of Forced-oil Air-cooling Transformer

REN Baozhong，ZHAO Quanxin，KONG Peng，LIZongjie
（State Grid Liaocheng Power Supply Company，Liaocheng 252000，China）

Aiming at the severe pollution in cooler pipes of forced-oil air-cooling transformer，a new controlmode for coolers is designed，in which the blower runs in forward and reverse directions.Both the tradition controlmode and the new one are introduced and operation results of the two are compared.

transformer；cooler；controlmode

TM41

B

1007-9904（2016）03-0075-03

2015-10-24

任保忠（1985），男，工程師，從事變電檢修工作。