變壓器冷卻系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行策略研究

崔雨路

摘 要：在電力技術(shù)不斷成熟的過程中，變壓器容量和電壓等級都有了很大的提高，目前使用的常規(guī)冷卻系統(tǒng)開始顯現(xiàn)出各種問題，無法滿足電力系統(tǒng)的正常運行，成為變壓器向著更科學(xué)的方向發(fā)展的阻礙。經(jīng)過這么多年的發(fā)展，冷卻系統(tǒng)從空氣冷卻系統(tǒng)一路發(fā)展至油冷卻系統(tǒng)，到現(xiàn)在發(fā)展為蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，技術(shù)水平有了很大的進(jìn)步。本文對現(xiàn)行的冷卻系統(tǒng)運行中存在的問題進(jìn)行了分析，同時，提出了一些安全經(jīng)濟(jì)運行策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：變壓器；冷卻系統(tǒng)；安全經(jīng)濟(jì)；運行策略

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，帶動著整個社會的發(fā)展，電力變壓器也有了很大的技術(shù)改革。縱觀近幾十年，電力變壓器容量和電壓等級都有了很大的進(jìn)步與提高，無論是生產(chǎn)工藝還是運行損耗比都有了很大的改進(jìn)，運行成本也有了很大的降低，即便如此，由于電力變壓器故障而導(dǎo)致的電力事故發(fā)生率卻仍然處于較高的數(shù)值。由于電力系統(tǒng)的運行特點所致，電力變壓器的容量與體積越大，就會對運輸條件造成越大的壓力；同時，為了降低線損，就必須對電壓等級有所提升，如此一來，變壓器的絕緣水平就會面臨巨大的考驗；另一方面，變壓器容量越大，那么變壓器冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)就會隨著變大。冷卻系統(tǒng)的散熱效率對變壓器的絕緣強(qiáng)度以及運行壽命都有著非常大的影響，所以，對變壓器冷卻系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行的研究具有一定的現(xiàn)實意義。

一、電力變壓器冷卻系統(tǒng)問題分析

隨著運行時間的增加，冷卻系統(tǒng)會出現(xiàn)一些或大或小的毛病，其最終的表現(xiàn)都是冷卻效果差或者喪失冷卻效果，導(dǎo)致變壓器散熱效率差，溫度過高，會造成變壓器的損壞，影響電力運轉(zhuǎn)。一般來說，引起變壓器過熱的原因有以下幾種：繞組熱量超高、絕緣的外部受熱量影響變松動膨脹、疏油的管道被堵塞，冷卻系統(tǒng)無法進(jìn)行正常降溫、匝絕緣無法被冷卻導(dǎo)致變質(zhì)現(xiàn)象。另一方面，繞組材料質(zhì)量不過關(guān)，也會導(dǎo)致變壓器過熱；動態(tài)開關(guān)與靜態(tài)開關(guān)接觸不良，造成不能正常工作。引線分流出現(xiàn)故障，同樣會造成變壓器過熱；風(fēng)扇制冷機(jī)器工作出現(xiàn)異常，風(fēng)扇制冷方式遇到了風(fēng)扇停轉(zhuǎn)、反方向轉(zhuǎn)動，硅膠脫落進(jìn)入油箱，導(dǎo)致油液運轉(zhuǎn)不通暢；鐵心多個接觸點接地等等，都會造成變壓器過熱。

而由于冷卻系統(tǒng)故障，造成變壓器溫度過高的原因，主要有以下三種：第一，冷卻系統(tǒng)密封不到位，出現(xiàn)輕瓦斯保護(hù)現(xiàn)象；第二，控制箱體與冷卻器堵塞，導(dǎo)致油循環(huán)不能暢通；第三，冷卻系統(tǒng)的潛油泵出現(xiàn)故障。

二、變壓器冷卻系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行策略

（一）變壓器冷卻系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)

（1）對變壓器進(jìn)行改造，制定優(yōu)化方案，改善冷卻效率低、故障率高現(xiàn)象，采取科學(xué)的方案對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造，能夠有效保障變壓器的安全、經(jīng)濟(jì)運行，還可以適當(dāng)提高其運行壽命。

（2）對于ODAF冷卻方式，如果主變冷卻系統(tǒng)無法根據(jù)負(fù)荷及氣溫變化，進(jìn)行風(fēng)冷卻器的投切組數(shù)分配，就必須按照負(fù)載狀況和氣候條件以及相應(yīng)的工程計算方法及時調(diào)整相應(yīng)風(fēng)冷卻器運行組數(shù)，為變壓器冷卻系統(tǒng)的安全運行提供可靠的保障。

（3）如果是油浸風(fēng)冷變壓器，可以按照油溫及負(fù)荷變化情況，使用分組自動投切風(fēng)機(jī)的運行方式，改善冷卻方式，使之更加可靠，確保變壓器的安全運行，同時還能夠延長冷卻裝置的壽命，節(jié)約設(shè)備維修成本。

（二）變壓器冷卻系統(tǒng)優(yōu)化策略技術(shù)

通過溫度采集裝置，采集變壓器的運行溫度，接著，將采集到的信息進(jìn)行處理，然后，將處理后的信息送入模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，對相關(guān)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，成為能夠通過微處理器進(jìn)行計算與處理的數(shù)字信號量。微處理器能夠讀取變壓器的控制狀態(tài)，是人工控制或者自動控制，同時讀取變壓器的溫度控制參數(shù)設(shè)置以及相關(guān)的存儲信息，結(jié)合模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置處理后的溫度信息，做出相應(yīng)的運算，然后輸出結(jié)果，通過控制回路傳輸至溫度顯示設(shè)備、狀態(tài)顯示設(shè)備、聲音報警設(shè)備等輸出設(shè)備。微控制器發(fā)出控制指令，傳輸至驅(qū)動電路，此時，就應(yīng)該做出相應(yīng)的驅(qū)動工作，促使冷卻設(shè)備根據(jù)控制指令的相關(guān)程序要求，做出降溫或停止降溫的動作。微處理器可以將相關(guān)參數(shù)進(jìn)行存儲，一旦工作需要，能夠隨時調(diào)用，并且可以實現(xiàn)長時間的存儲，對于系統(tǒng)的控制非常方便。當(dāng)然，在一些特殊情況下，管理人員可以進(jìn)行人工干預(yù)，強(qiáng)行對變壓器進(jìn)行降溫或停止降溫操作，如此，可以實現(xiàn)自動工作與人工工作的自由切換，對于冷卻系統(tǒng)的操作具有很大的便利。

為了盡可能的縮短調(diào)試時間，可以使用設(shè)計測試軟件，通過PC機(jī)與控制裝置進(jìn)行連機(jī)調(diào)試，對現(xiàn)場的主變冷卻系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行模擬，進(jìn)行現(xiàn)現(xiàn)場各種信息的采集。

（三）變壓器冷卻系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運優(yōu)化效益

在對變壓器冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造后，明顯提高了冷卻效率、同時降低了故障發(fā)生率，相關(guān)實踐項目的數(shù)據(jù)表明，改造以后，每臺變壓器在輔機(jī)損耗中的費用，每年可以節(jié)約大概3.5萬元。如果進(jìn)行變壓器老舊風(fēng)冷卻器的優(yōu)化改造，那么在變壓器使用壽命的最后十年中，一共可以節(jié)約損耗費用大概為 350萬元/10臺。

上文提到過，如果是油浸風(fēng)冷變壓器，應(yīng)該按照油溫及負(fù)荷變化的情況，對自動投切風(fēng)機(jī)的運行方法進(jìn)行分組，提高冷卻運行的可靠性，既能保證安全，又可以增大經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過技術(shù)改造以后，風(fēng)機(jī)運行能夠節(jié)約大概二分之一，如果每臺變壓器的風(fēng)機(jī)的運轉(zhuǎn)功率為7.5kW，以此進(jìn)行損耗節(jié)約計算，那么一臺就能夠節(jié)約風(fēng)機(jī)損耗3.75kW，假設(shè)有800臺變壓器風(fēng)冷系統(tǒng)同時運行，全部根據(jù)油溫及負(fù)荷變化情況進(jìn)行分組自動運行，那么風(fēng)冷系統(tǒng)每運行1小時，就能夠減少3.75*800=3000kW·h電能的消耗?？梢?，對于改造后的冷卻系統(tǒng)，節(jié)能效果非常明顯，為電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有了很大的提高。

三、結(jié)語

對變壓器冷卻系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運行進(jìn)行相關(guān)策略的分析，不僅有利于變壓器的安全運行，還能夠在很大程度上減少輔機(jī)損耗，降低設(shè)備維護(hù)成本，對于變電站的節(jié)能降耗具有很大的意義，能夠大大提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷炎生.對大型變壓器冷卻控制系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計[J].經(jīng)營管理者，2010（20）.

[2]皮志軍，皮志勇，羅軍.電力變壓器冷卻控制系統(tǒng)的改進(jìn)與設(shè)計[J].湖北電力，2006（02）.

[3]范聞博，韓篩根.有載調(diào)容變壓器安全經(jīng)濟(jì)運行控制策略[J].電力系統(tǒng)自動化，2011（35）.