浅谈变压器冷却系统的应用

浅谈变压器冷却系统的应用

发表时间：2017-01-12T09:56:39.120Z 来源：《北方建筑》2016年11月第33期作者：杨晓飞[导读] 电力是重要的二次能源，关系国民经济发展的命脉。

昆明供电设计院有限责任公司云南省昆明 650000

摘要：介绍了变压器的冷却方式，尤其是强迫油循环变压器的冷却系统，从结构、原理出发，通过日常自动控制、巡视、维护等来强调冷却系统在电力变压器上的运用。

关键词：变压器；冷却系统；强迫油循环

Abstract：The cooling system of transformer are introduced，especially the forced circulation cooling system of transformer oil，starting from the structure，principle，through the daily monitoring，patrol，maintenance and so on to emphasize the use of cooling system on power transformer.

Key words：transformer The cooling system Forced oil circulation

引言

电力是重要的二次能源，关系国民经济发展的命脉。随着电网的持续发展，电力变压器作为电力系统和广大企业用户广泛应用的电气设备，在电力输送、分配和使用过程中发挥着核心关键作用，其能否可靠稳定的运行，直接影响到电力系统的运行安全和供电质量。而变压器风冷控制系统则是保证其安全正常运行的重要部分。

一、变压器的冷却方式

电力变压器常用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。当变压器上层油温与下层油温产生温差时，形成油温对流，并经冷却器冷却后流回邮箱，起到降低变压器运行温度的作用，防止变压器长期处于高温状态，造成绝缘老化，影响设备的供电可靠性。

油浸自冷式是将变压器的铁芯和绕组直接浸入变压器油中，以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。

油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，散热片上加装风扇，在变压器的油温达到规定值时，启动风扇，达到散热的目的。强迫油循环冷却方式，又分强油风冷和强油水冷、强油导向冷却式三种。强迫油循环风冷式是用油泵强迫油加速循环，经过散热器风扇使变压器的油得到冷却。强迫油循环水冷式，是用油泵强迫油加速循环，通过水冷却器散热，使变压器的油得到冷却。强迫油循环导向冷却式是以强迫油循环的方式，使冷油沿着一定路径通过绕组和铁芯内部以提高散热效率的冷却方式。

二、强迫油循环冷却系统

在220kV及以上的变电站中，大型变压器发热量都很大，因此使用的都是强迫油循环风冷系统，简称强油循环。强油循环主要由油管、风扇、冷却器本体、潜油泵、油流指示器和电动机控制箱组成。

油流继电器的工作原理是油的流动冲击继电器油流挡板，使其转动60°角并带动内转动磁铁转动；转轴磁铁受内转动磁铁的感应也同时转动，微动开关触点动作，指示针指示在动状态。

1.1变压器油通过油管，利用潜油泵将其打入冷却器散热管散热，散热管为特殊形状，且伴随着风扇对散热管进行物理降温之后再来回反复的使其进入油箱。从而带走了变压器油的温度。但采用强油循环方式的变压器在运行总一旦失去风冷，在负荷和环境温度不变的情况下，油温会急剧上升，由于变压器油无法自学循环流动，是温度降低，会对变压器内部绝缘材料早餐很大威胁，可能造成绝缘老化、击穿。因此提出75摄氏度冷却器全停跳闸：当主变冷却系统发生故障时将切除全部冷却器，在正常运行时投“工作”方式，受主变高压侧开关辅助接点控制，主开关跳闸时停止油泵及风机的运行，此时在额定负荷下允许运行20分钟，20分钟后如上层油温沿尚未达到75℃则允许上升至75℃，停运全部冷却器的最长时间不得超过30分钟。

三、冷却系统的自动控制

电源的自动控制：冷却其采用两个独立电源供电，其中一个工作，一个备用。当工作电源发生故障时，备用电源自动投入；当工作电源恢复时，备用电源自动退出。

状态的自动控制：每个冷却器都可用控制开关手柄位置来选择冷却器的工作状态，便于检修每个冷却器，分为工作、辅助、备用三种切换状态。

工作冷却器的自动控制：变压器投入运行时，冷却系统能自动投入相应数量的工作冷却器，变压器退出运行时，冷却装置能自动切除全部投入运行的冷却器。

辅助冷却器的自动控制：变压器上层油温或绕组温度达到规定值时，自动启动尚未投入的辅助冷却器。备用冷却器的自动控制：当运行中的变压器工作和辅助冷却器均发生故障时，自动启动尚未投入的备用冷却器。冷却器全停自动控制：当两电源全部消失，冷却装置全部停止工作时，可根据变压器上层油温的高低，经一定时限作用于跳闸。冷却器告警控制：当冷却器系统在运行中发生故障时，能发出事故信号，报告值班监控人员。对于各类油泵故障、风机故障及冷却器全停故障的音响信号设定为事故告警信号，而非普通告警信号是为了引起监控人员的注意。

保护自动控制：冷却器的油泵和风扇电动机贿赂设有单独的接触器和热继电器，能对电动机过负荷及断相运行进行保护。另外每个冷却器回路都装设了自动开关，便于切换和对电动机进行短路保护。

四、冷却器日常巡视维护

4.1冷却器日常巡视主要查看：

1）油泵运行声音是否均匀无异响，接头处有无渗油，油流继电器运行时指针是否在绿色区域. 2）风机运转方向与地步标识是否一致，且运行中是否有卡涩异响，导油管接头处是否渗油.

3）冷却器本体散热片是否过热，是否渗油，接头是否有锈蚀。

4）机构箱内有无受潮、锈蚀、异味，封堵是否完好，风机和油泵运行指示灯与现场实际是否相符，加热器是否运行良好，端子是否紧固，无烧焦、无脱落。

4.2冷却器日常维护主要关注：

1）冷却器控制箱内的备用电源切换实验应每月切换一次，检查备用电源能否正常切换，以便提供稳定良好的电源。

2）冷却器控制箱内可进行端子箱的积灰、蜘蛛网、马蜂窝等进行清理。

3）进行红外测温，冷却器控制箱内温度不应过高，各节点应无发红发热现象。

4）冷却器控制箱风机和油泵启动方式正常情况下设置在自动位置，且油泵为一组备用两组运行，备用与运行油泵的切换每月进行一次，以便坚持油泵是否能正常运行。

结语

依绝缘寿命的6度法则：当变压器绕着温度在80-140摄氏度范围内，温度每升高6摄氏度，其绝缘老化速度将增加一倍，其绝缘寿命就降低二分之一。因此，变压器冷却系统的良好运行，日常巡视、维护得当，才能保证电力变压器的安全稳定运行，延长变压器的使用寿命，从而保证电网安全稳定运行。