一種新型變壓器強(qiáng)油風(fēng)冷控制方式

任保忠，王華璽，李建超

（國(guó)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(qiáng)油風(fēng)冷控制方式

任保忠，王華璽，李建超

（國(guó)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(qiáng)油風(fēng)冷控制方式和新型風(fēng)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(yùn)行時(shí)間而下降的原因，采用新型風(fēng)冷控制方式進(jìn)行改造，對(duì)改造前后的運(yùn)行效果進(jìn)行了分析比較，并通過(guò)試驗(yàn)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(qiáng)油風(fēng)冷方式的變壓器在運(yùn)行的220 kV主變壓器中仍占有較大比例。在冷卻器運(yùn)行過(guò)程中，由于風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的吸附力，極易導(dǎo)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(duì)主變壓器冷卻器進(jìn)行帶電水沖洗，而此項(xiàng)工作存在一定的安全隱患，多地曾發(fā)生由此而導(dǎo)致的主變壓器跳閘事故。

1 傳統(tǒng)和新型風(fēng)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(dòng)/自動(dòng)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(fēng)機(jī)，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(dòng)狀態(tài)，1KK的3-4導(dǎo)通。當(dāng)PLC模塊判斷該組風(fēng)機(jī)需要啟動(dòng)時(shí)，繼電器3K帶電，圖1中3K 15-18觸點(diǎn)組導(dǎo)通，使繼電器1HK的A1-A2線圈帶電，1HK的9-5觸點(diǎn)組導(dǎo)通。此時(shí)若熱繼電器1FA，1FA1無(wú)異常，則交流接觸器1KY的A1-A2線圈帶電，油泵MY和風(fēng)機(jī)MF帶電，冷卻器啟動(dòng)，同時(shí)指示燈HXD亮起指示。當(dāng)操作把手1KK置于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，則無(wú)需PLC邏輯判斷，冷卻器直接制動(dòng)。

圖1 傳統(tǒng)冷卻器控制方式

該控制方式中，風(fēng)機(jī)一直處于向外吹風(fēng)的正向運(yùn)轉(zhuǎn)方式，這樣導(dǎo)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(zhǎng)期積累效應(yīng)下導(dǎo)致臟污進(jìn)入到散熱管道內(nèi)部，使冷卻器散熱性能下降，必須進(jìn)行及時(shí)清理。

1.2 新型控制方式原理

對(duì)變壓器冷卻器的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式進(jìn)行了改造，改變其長(zhǎng)期向外吹風(fēng)運(yùn)行方式，在正向吹風(fēng)T1時(shí)間后，逆向吹風(fēng)T2時(shí)間。合理選擇T1，T2時(shí)間，使T1時(shí)間內(nèi)臟污只附在散熱管道表層，這樣在T2時(shí)間的逆向吹風(fēng)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(duì)PLC模塊進(jìn)行程序升級(jí)，當(dāng)冷卻器處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，PLC模塊所控制中間繼電器3K帶電T1時(shí)間后，3K失電，轉(zhuǎn)為中間繼電器4K帶電T2時(shí)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(dòng)狀態(tài)，1KK的3-4和5-6這2組觸點(diǎn)組均導(dǎo)通；當(dāng)3K繼電器帶電時(shí)，繼電器1HK的A1-A2線圈帶電導(dǎo)通。此時(shí)若熱繼電器1FA，1FA1無(wú)異常，則交流接觸器1KY和1KY1的A1-A2線圈帶電，油泵MY和風(fēng)機(jī)MF帶正序交流電，冷卻器正常啟動(dòng)。T1 時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)；而風(fēng)機(jī)MF帶負(fù)序交流電，轉(zhuǎn)為反向運(yùn)轉(zhuǎn)清污模式運(yùn)行，依次循環(huán)。若操作把手1KK置于手動(dòng)狀態(tài)，則接觸器1HK始終帶電，冷卻器始終處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

圖2 新型冷卻器控制方式

圖3 1號(hào)主變壓器溫度變化曲線

2 傳統(tǒng)和新型控制方式運(yùn)行效果比較

對(duì)同一變電站2臺(tái)強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器進(jìn)行試驗(yàn)，分別稱之為1號(hào)主變壓器，2號(hào)主變壓器。其中，1號(hào)主變壓器為新型冷卻器控制方式， 2號(hào)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(fēng)T1為60 min，逆向吹風(fēng)T2為5 min。在2015年5-6月，以3天為1個(gè)基本單位，統(tǒng)計(jì)此3天內(nèi)的主變壓器最高溫度，共20組數(shù)據(jù)，2臺(tái)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(hào)主變壓器溫度變化曲線

表1 各臺(tái)主變壓器最高、最低和平均溫度

對(duì)以上2臺(tái)主變壓器的冷卻器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，經(jīng)過(guò)2個(gè)月的運(yùn)行后，1號(hào)主變壓器與2號(hào)主變壓器相比，1號(hào)主變壓器冷卻器散熱管道臟污程度輕微許多，不需要對(duì)其進(jìn)行清理。

通過(guò)以上對(duì)比分析可以看出，采用新型冷卻器控制方式后，1號(hào)主變壓器的冷卻器冷卻效率隨著運(yùn)行時(shí)間的增加并無(wú)明顯的降低。由此可見(jiàn)，改造后的設(shè)計(jì)可以有效地解決傳統(tǒng)強(qiáng)油風(fēng)冷控制方式中冷卻器散熱管道積污嚴(yán)重，從而需要定期水沖洗的難題。

3 時(shí)間參數(shù)優(yōu)化選擇

為了取得最佳效果，對(duì)新型冷卻器控制方式中T1，T2參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)。對(duì)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(duì)這3組參數(shù)運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試。

選擇3臺(tái)負(fù)荷相當(dāng)、所處地理位置相近的強(qiáng)油風(fēng)冷主變壓器，首先對(duì)其冷卻器進(jìn)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(yùn)行，進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)同樣是在2015年5-6月進(jìn)行，數(shù)據(jù)獲取和上述方式一致，3臺(tái)主變壓器的溫度變化曲線如圖5所示。

由圖5可看出，3臺(tái)主變壓器溫度隨著時(shí)間均無(wú)明顯變化，說(shuō)明冷卻器改造后運(yùn)行效果較好，能夠基本實(shí)現(xiàn)自清理的設(shè)計(jì)目標(biāo)。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(shì)，說(shuō)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(gè)循環(huán)周期分別為65 min和130 min，在效果相當(dāng)?shù)那闆r下優(yōu)先選擇周期較長(zhǎng)的參數(shù)，這樣可延長(zhǎng)各器件和電動(dòng)機(jī)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(tái)主變壓器溫度變化曲線

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)傳統(tǒng)強(qiáng)油風(fēng)冷控制方式進(jìn)行改造，使冷卻器風(fēng)機(jī)正向吹風(fēng)T1時(shí)間后，逆向吹風(fēng)T2時(shí)間。通過(guò)試驗(yàn)比較，發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)是可行的，進(jìn)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(qiáng)油風(fēng)冷變壓器需定期清理的問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)時(shí)間T1和T2的選擇進(jìn)行試驗(yàn)，最終選擇了T1為120 min，T2為10 min的最優(yōu)組合。

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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。