变压器冷却系统的改造

总第191期2019年第3期
机械管理开发
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
Total191
No.3,2019
实践与应用D01:10.16525/l4-1134/th.2019.03.072
变压器冷却系统的改造
冀小叶
（同煤广发化学工业有限公司，山西大同037000）
摘要：详细分析了变压器冷却系统的存在问题，结合目前冷却系统改造情况，探讨了实施改造的可行性，并对
改造过程以及遇到的问题进行了分析。

对改造后的冷却系统的现场检验表明，改造后的变压器冷却系统不仅可
靠性高而且节能效果好，达到了改造的目的。

关键词：变压器冷却系统冷凝器改造
中图分类号:TM403文献标识码:A文章编号:1003-773X（2019）03-0164-02
引言
变压器的冷却系统是变压器的重要附件，有着防止变压器过热而损坏的功能，保障变压器的安全稳定运行。

这些年变压器冷却系统也得到了不断的改进。

但其仍不能满足生产需要，严重影响着变压器的寿命以及安全运行。

因此，对某厂主变压器的冷却系统进行改造，并对改造后的变压器运行情况进行跟踪监测，为变压器的改造提供有力的数据支撑。

1变压器原配套冷却系统存在的问题
1）变压器原有9组型号为YF-80型的冷却器，冷却器的散热管与冷却器的上、下集油室臂采用胀
压成型，且在集油室内焊有隔板，将冷却管簇分为3部分，连接后以折返油流（形成三回路的油循环路径）。

这种型号的冷却器要求油泵的扬程高,且系统循环油流量过小，散热管密度过大导致运行时间过长使其冷却效果大大降低。

根据以往数据来看,当变压器的温度稍高时就要投入7组左右的冷却器保证变压器安全运行。

以往也经常出现油温过高导致报警的现象,且运行时间过长也引起散热管渗漏现象。

2）该变压器所采用的潜油泵是一种铸铁泵，这也使变压器在运行过程中油泵产生金属粉末，随油流入主油路中，对变压器的安全性造成很大的影响。

根据国家电力部门要求,为减小变压器电机的磨损，潜油泵的轴承应使用级别较高的优质绝缘材料，且电机的转速也不能过高应保持在1000r/min以下。

而YF-80型冷却器所采用的是高转速（150r/min）、高扬程（16m）泵，这对于变压器来说是很大的潜在隐患。

3）该电压器的冷却系统所使用的冷却器过多,9组冷却器共包括9台油泵、9只风控箱、27台电机。

收稿日期:2018-09-27
作者简介：冀小4（1989—）,女，本科，毕业于太原理工大学现代科技学院电气工程及其自动化专业，助理工程师，现任同煤广发化学工业有限公司设备材料部科员。

设备过多,风险就比较大，也存在多种缺陷，冷却系统的可靠性较低。

而且过多的设备也增加了系统维护时的工作量。

分控箱内元件老化严重，接线也不可靠，也导致高速转机的损坏率增高切。

2冷却系统的改造
通过查阅相关资料，可以发现我国在变压器的冷却系统改造方面已经进行了很多年，并取得了很多开拓性的成果。

就目前来看，冷却系统的改造基本都是基于钟罩重新开孔模式解决面临的问题。

这种方法产生的效果明显,但也存在很大的限制，这种方法的工作量相对较大,不易实施，很多工序必须在现场进行，作业效率较低。

因此,经过查阅该变压器的构造以及相关资料，提出了一种不动钟罩又切实可行的新方法。

2.1冷却器的选择
结合该变压器在空载时和负载时的实测数据，经过多次市场调研，各种型号冷却器相关数据对比
分析，最终选用了YFZL—230冷却器。

该冷却器采用的是单回路冷却，不仅扬程低、循环油流量大，且冷却效果好,可以满足变压器冷却系统的需要。

冷却器的冷却容量为230kW（温升40T）,扬程为5叫油流量为150mTh,风流量为42000m3/h,油泵采用6极电机、转速为900r/min的盘式泵，单回路、直排式冷却器，其本身结构为钢铝复合管，冷却管采用铝轧制片管，风冷却器两旁侧板采用钢制材料，端板与两侧板连接处加装一组蝶形弹簧装置，来弥补钢铝两种材料热胀冷缩系数不同造成的变压量。

每根冷却管内部加装一根螺旋式绕流丝，使冷却器油变为紊流状态，增加油的散热效果。

变压器的总损耗为373.3kW,改造后的导油管应避开储油柜支架，因此需要在管路中增加一个弯管，这样既可以满足设计要求，还能够降低变压器内油流速度,当温度达到40七以上时,在管路内增加1个90°的直角弯管，保证管路阻力增大到相当于油在直管流10m长
2019年第3期冀小叶:变压器冷却系统的改造•165•
的距离閃。

根据最大绕组总损耗计算所需要的YFZL-230冷却器的数量：
台数=草襯!组损耗、1组备用)=4组根据计算结果,在变压器正常运行过程中，仅需
要2组YFZL-230冷却器即可满足散热要求，其他两组为辅助备用设备。

2.2冷却系统的现场改造
首先将闸阀关闭，保证改造过程不会影响到变压器的本体;然后将原变压器上冷却器、集油管、导油管进行拆除;对集油管、导油管延伸太高调整以适应新的冷却器；将新的冷却器及相应的支撑部件进行安装，并对冷却器整个系统进行调试。

在对冷却系统进行改造的过程中也会出现很多问题,如改造后冷却器的位置会发生一定的变化，可能与套管等原件距离较近，因此在安装过程中必须对冷却器周围的相关原件进行适当的调整，使其保持足够的安全距离。

导油管的设计与加工都是在原变压器图纸的基础上制作的，但变压器长期投入使用.原有的导油管位置可能已经发生了改变，导油管的法兰口与实际尺寸有偏差，因此需要根据实际情况进行调整，上下导油管应该先连接成整体在进行焊接以防止漏油等情况的发生，导油管与主变本体连接的法兰面应根据现场实际情况进行焊接，不能再出厂时就已经焊死⑶。

2.3改造前后两种冷却器主要参数比较(见表1)
3冷却系统改造后效果
改造后的冷却系统投入使用以来，未发生变压器过热报警等情况,可靠性较好。

油的散热量增大，上层油温也有了明显降低。

从节能方面来说,根据电量损耗数据，改造前冷却系统的9组冷却器总损耗为37.8kW,改造后的4组冷却器为28.4kW,相比节能9.4kW,以每年运行300d进行计算，改造后的冷却系统每年可节电67680kW・h。

按正常运行进行
表1变压器冷却系统改造前后的参数比较
元件原冷却器YFZL—230冷却器油泵
设计流量/(m3-h-')50160
额定功率/kW 3.2 4.2
额定转速/(r-min-1)150800
额定量程/m165风机
台数33
额定功率/kW0.5 1.2
额定转速/(r-min-1)1460980
计算，改造前的冷却系统的6组冷却器进行正常运行总损耗为25.2kW,改造后的2组冷却器正常运行损耗为14.2kW,相比节能10kW,以每年运行300d 进行计算，改造后的冷却系统每年可节电72000 kW・h。

对改造前后冷却系统耗电数据进行统计分析，改造前半年所消耗的电量为139800kW-h,改造后半年所消耗的电量为111006kW-h,相比下降T28794kW・h,可见改造后的冷却系统不仅可靠性高，更加稳定,且节能明显。

4结论
通过对某厂主要变压器的冷却系统进行改造，在原有的冷却系统的基础上，更换了冷却器,并对一些辅助元件进行了改造,例如，为了解决冷却器容量不足的问题并保证其能够满足实际应用要求，将导油管进行了重新改造。

从现场反馈来看,改造后的冷却系统达到了更新改造的目的，不仅可以满足企业正常生产需求,而且多次承受超负荷考验,变压器仍可以正产安全运行，具有一定的推广价值。

参考文献
[1]张磊.500kV变压器ODAF冷却系统现场改型工艺及方法研究
[J].内燃机与配件,2018(11):81-85.
[2]王威,张良杰，刘洋，等.变压器冷却系统的研究进展[J]科技经
济导刊,2017(8):53-54.
[3]孙洪岩，田雨洁.220kV及以上电压等级变压器冷却系统高效
节能控制研究[J].科技经济市场,2014(10):22.
(编辑:李媛)
Retrofit of Transformer Cooling System
Ji Xiaoye
(Guangfa Chemical Industry Co.,Ltd.,Datong Shanxi037000)
Abstract：The existing problems of transformer cooling system are analyzed in bined with the present situation of cooling system transformation,the feasibility of implementing the retrofit is discussed,and the retrofitting process and the problems encountered are analyzed.The field test of the modified cooling system shews that the modified cooling system not only has high reliability and energy saving effect,but also achieves the purpose of transformation.
Key words：transformer cooling;system;condenser;revamping。