1、Your Subtitle Goes Here,Reticulation,變壓器冷卻系統(tǒng),廠用一班 姜飛,1,引言,在輸變電系統(tǒng)中，變壓器是實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的最基本,最重要的設(shè)備，對(duì)供電可靠性有著重大的影響。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和容量不斷提高，電力變壓器大型化趨勢(shì)日益明顯。實(shí)踐證明：變壓器發(fā)熱量的增加與其額定容量的3/4次方成正比，而其冷卻表面積只與其額定容量的1/2次方成正比，所以變壓器的散熱冷卻問題日漸突出，如何使變壓器最大限度地散熱，不僅是變壓器生產(chǎn)廠家的重要課題，更是電力部門在生產(chǎn)運(yùn)行中需要特別關(guān)注的問題。 所以這里引入一個(gè)6法則的概念：當(dāng)變壓器繞組運(yùn)行在80 140 溫度范圍內(nèi)時(shí)，變壓器繞組

2、每升高 6，絕緣壽命將縮短一半 因此必須借助專用的冷卻裝置對(duì)大型變壓器進(jìn)行冷卻散熱。,2,變壓器的損耗和發(fā)熱,變壓器在運(yùn)行中是有損耗的，一種是空載損耗，它是變壓器工作時(shí)交變磁通在磁性鋼片中產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗，它與負(fù)荷大小無關(guān)；是一種固有損耗。 另一種是負(fù)載損耗，它是運(yùn)行變壓器繞組內(nèi)電流引起的直流電阻損耗 （與負(fù)載電流的平方成正比）以及漏磁場(chǎng)作用在導(dǎo)線、機(jī)構(gòu)件（加件、油箱）產(chǎn)生的渦流損耗之和。 變壓器運(yùn)行中產(chǎn)生的損耗將轉(zhuǎn)換為熱量散發(fā)出來，使變壓器繞組，鐵芯和變壓器油溫上升。變壓器的溫升影響它的帶負(fù)荷能力，同時(shí)會(huì)加速變壓器繞組和鐵芯絕緣材料的老化，影響它的使用壽命。,3,變壓器的絕緣材料及其

3、溫升要求,為保證絕緣強(qiáng)度，每種絕緣材料都有一個(gè)適當(dāng)?shù)淖罡咴试S工作溫度，在此溫度以下，可以長(zhǎng)期安全地使用，超過這個(gè)溫度就會(huì)迅速老化。按照耐熱程度，一般分為： Y（90）、A（105 ）、E（120）、B（130）、F（155）、H（180）、C（大于180） 變壓器常用的A級(jí)絕緣材料有： 絕緣紙板、電纜紙黃漆綢、酚醛紙板、變壓器油等。 變壓器繞組的絕緣多采用A級(jí)絕緣，國標(biāo)規(guī)定了繞組的溫升為65。 變壓器的熱老化規(guī)定變壓器絕緣按照熱點(diǎn)溫度98 為基準(zhǔn)（自然老化溫度，此時(shí)可獲得絕緣預(yù)期使用壽命20-30年），溫度每增加6老化率增加一倍。,4,變壓器的冷卻方式,1、油浸式自冷 (ONAN)：將變壓器的

4、鐵芯和繞組直接浸入變壓器油中，經(jīng)過油的對(duì)流和散熱器的輻射作用，達(dá)到散熱的目的。為了增加散熱表面，這種變壓器有的箱壁做成波浪狀，有的焊上管子，有的裝散熱器，以促進(jìn)熱交換過程。 2、油浸風(fēng)冷(ONAF)：在油浸式自冷的基礎(chǔ)上，散熱片上加裝風(fēng)扇，在變壓器的油溫達(dá)到規(guī)定值時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)扇，達(dá)到散熱的目的。（吹風(fēng)可使對(duì)流散熱增加8.5倍。同一臺(tái)變壓器，用了吹風(fēng)以后，容量可提高30%以上。） 3、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式（OFAF）：這種方式是用油泵強(qiáng)迫油加速循環(huán)，經(jīng)散熱器風(fēng)扇使變壓器的油得到冷卻。這種方式若把油的循環(huán)速度比自然對(duì)流時(shí)提高 3 倍，則變壓器可增加容量 30%，因此對(duì)大型電力變壓器普遍采用強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻

5、方式。,5,強(qiáng)油風(fēng)冷裝置的組成和作用,1、潛油泵：提高油的流速，加速變壓器油的內(nèi)部熱對(duì)流速度。 2、冷卻風(fēng)扇：提高冷卻器表面空氣流動(dòng)速度，加速內(nèi)冷卻介質(zhì)（變壓器油）與外冷卻介質(zhì)（空氣）的熱交換速度。 3、冷卻器：增加冷卻表面積，提高散熱效率。 4、冷卻控制系統(tǒng)：形成冷卻器投退的溫度控制機(jī)制、并與變壓器非電量保護(hù)配合完成超溫跳閘功能。 當(dāng)變壓器的上層油溫與下層油溫產(chǎn)生溫差時(shí)，形成油溫對(duì)流，并經(jīng)冷卻器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器運(yùn)行溫度的作用，防止變壓器長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，造成絕緣老化，影響設(shè)備的供電可靠性。,6,7,二、變壓器冷卻系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)規(guī)定,1、電源的自動(dòng)控制：冷卻系統(tǒng)采用兩個(gè)獨(dú)立電源供電

6、，其中一個(gè)工作，一個(gè)備用。當(dāng)工作電源發(fā)生故障時(shí)，備用電源自動(dòng)投入；當(dāng)工作電源恢復(fù)時(shí)，備用電源自動(dòng)退出。工作或備用電源故障均有信號(hào)。 2、工作冷卻器控制：每個(gè)冷卻器都可用控制開關(guān)手柄位置來選擇冷卻器的工作狀態(tài)，即工作、輔助、備用、停運(yùn)，運(yùn)行靈活，易于檢修每個(gè)冷卻器。 3、冷卻器的油泵和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)回路設(shè)有單獨(dú)的接觸器和熱繼電器，能對(duì)電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷及斷相運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)。另外每個(gè)冷卻器回路都裝設(shè)了自動(dòng)開關(guān)，便于檢修和對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行短路保護(hù)。 4、備用冷卻器的控制：當(dāng)運(yùn)行中的工作、輔助冷卻器發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)啟用備用冷卻器。 5、輔助冷卻器的控制：變壓器上層油溫或繞組溫度達(dá)到一定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)尚未投入的輔助冷

7、卻器。,8,6、變壓器投入電網(wǎng)時(shí)，冷卻系統(tǒng)可按負(fù)荷情況自動(dòng)投入相應(yīng)數(shù)量的冷卻器；切除變壓器及減負(fù)荷時(shí)，冷卻系統(tǒng)能自動(dòng)切除全部或相應(yīng)數(shù)量的冷卻器。 7、信號(hào)回路：所有運(yùn)行中的冷卻器發(fā)生故障時(shí)，均能發(fā)出故障信號(hào)。 8、冷卻器全停時(shí)主變的保護(hù)回路：當(dāng)兩電源全部消失，冷卻裝置全部停止工作時(shí)，可根據(jù)變壓器上層油溫的高低，經(jīng)一定時(shí)限作用于跳閘,9,冷控全圖,10,三、強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷卻器控制回路,1、電源自動(dòng)切換回路 技術(shù)要求： 采用兩個(gè)獨(dú)立電源供電，一個(gè)工作，一個(gè)備用； 當(dāng)工作電源發(fā)生故障時(shí)，備用電源自動(dòng)投入； 當(dāng)工作電源恢復(fù)時(shí)，備用電源自動(dòng)退出。,11,1、正常情況下變壓器兩段電源開關(guān)均處于投入狀態(tài)。合上

8、I、II路電源控制空開1ZK、2ZK。 若此時(shí)電源模式選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)KK置于位置I，既I主II備方式，則I路電源接觸器KM1吸合，并閉鎖KM2不吸合 2、當(dāng)I路電源故障時(shí) 3、當(dāng)I路電源恢復(fù)時(shí)，為逆向過程，不再贅述 4、當(dāng)II路電源故障時(shí)，情況雷同。,12,2、工作冷卻器控制回路 技術(shù)要求： 變壓器投入電網(wǎng)時(shí)，自動(dòng)投入冷卻器；切除變壓器時(shí)，自動(dòng)切除全部冷卻器。冷卻器的油泵和風(fēng)機(jī)回路有單獨(dú)的熱繼電器，能對(duì)電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷及斷相運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)。 當(dāng)運(yùn)行中的工作冷卻器發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)啟用備用冷卻器。,13,1、正常啟動(dòng)：合上控制空開3ZK、動(dòng)力空開，將1冷卻器工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)打至工作位置，將n冷卻器置為備用狀態(tài)。 2、運(yùn)行冷卻器故障之一：油泵故障 3、運(yùn)行冷卻器故障之二：風(fēng)扇故障 4、運(yùn)行冷卻器故障之三：油流異常,14,3、輔助冷卻器控制回路,3、輔助冷卻器控制回路 技術(shù)要求： 變壓器上層油溫或繞組溫度達(dá)到一定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)尚未投入的輔助冷卻器， 當(dāng)運(yùn)行中的輔助冷卻器發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)啟用備用冷卻器。,15,1、油溫啟動(dòng)輔助冷卻器 2