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1、變壓器強油風(fēng)冷冷卻器控制系統(tǒng)啟停回路改造作者：文長生來源：科技資訊2011年第7期文長生(華電云南以禮河發(fā)電廠云南會澤654200)摘要:該文通過對以禮河發(fā)電廠設(shè)備整治改造五年規(guī)劃中對主變壓器冷卻器的現(xiàn)場改造調(diào)試經(jīng)驗,通過統(tǒng)計對比傳統(tǒng)設(shè)計變壓器強油風(fēng)冷冷卻器控制系統(tǒng)變壓器的多年運行溫度。注重在設(shè)備改造中,既能滿足變壓器的技術(shù)要求和現(xiàn)場安全要求,又要達(dá)到科學(xué)合理、技術(shù)先進、安全可靠,降耗節(jié)能,提高變壓器運行效率為目的。提出了變壓器強油風(fēng)冷冷卻器控制系統(tǒng)啟?；芈犯脑焖悸?并進行了實施,取得了較好的效果,以供同行參考借鑒。關(guān)鍵詞:變壓器冷卻器強油循環(huán)風(fēng)冷參考借鑒中圖分類號:TM5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編

2、號：1672-3791(2011)03(a)-0118-02主變壓器是水電廠三大設(shè)備之一,其主要功能是輸送交流電能。由于變壓器的銅損和鐵損消耗的能量絕大部分都轉(zhuǎn)化為熱量,造成了變壓器繞組及鐵芯溫度升高,而變壓器的運行效率、絕緣壽命和溫度又有著密切相關(guān)，根據(jù)運行經(jīng)驗表明，變壓器繞組的絕緣在98C以下使用時，變壓器的正常壽命約為2030年。規(guī)定繞組的最高允許溫度為98C，則變壓器的負(fù)荷能力為得到充分利用，如不規(guī)定最高允許溫度，變壓器有可能達(dá)不到正常預(yù)期壽命。根據(jù)運行要求，在一段時間內(nèi)容許變壓器繞組的溫度大于98C，在另一段時間里使繞組的溫度低于98C，只要使變壓器在高溫時多損耗的壽命與低溫時少損耗

3、的壽命相補償，則變壓器的預(yù)期壽命可以和恒溫98C運行時等值。大型變壓器為了提高容量、減少體積、重量和材料消耗大多會采用強迫油循環(huán)導(dǎo)向風(fēng)冷方式，這種冷卻方式采用的是油泵導(dǎo)向強迫加速熱點油循環(huán)，經(jīng)風(fēng)冷散熱器使變壓器冷卻效果提高按照變壓器運行規(guī)程的相關(guān)規(guī)定，為防止變壓器油劣化過速，上層油溫一般不宜經(jīng)常超過85C，多數(shù)變壓器因此設(shè)有過溫保護，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值就會跳閘。一旦變壓器因油溫過高導(dǎo)致絕緣損壞事故或過溫跳閘，就會給系統(tǒng)的正常供電和安全運行帶來嚴(yán)重的影響，因此，變壓器冷卻裝置的可靠運行對于變壓器的正常工作異常重要。為了增強冷卻系統(tǒng)的可靠性進而提高變壓器的安全運行性能，往往采用多組冷卻器分別控制的設(shè)

4、計方案，當(dāng)某一組冷卻器故障時不影響其他冷卻器的運行，使得變壓器能夠最大程度上得到冷卻。分組的另外一個好處是運行檢修靈活，冷卻器一般分成412組，可以根據(jù)負(fù)荷及油面溫度來確定投入的組數(shù)，在低溫及低負(fù)荷時投入較少冷卻器，以免導(dǎo)致能源及冷卻器壽命的浪費，在高溫及高負(fù)荷時投入較多組冷卻器以及時降低主變溫度。目前，大型變壓器的冷卻一般采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式，并廣泛采用了強油循環(huán)強風(fēng)冷卻器這類變壓器的主要附件，雖經(jīng)各生產(chǎn)廠家多年來的多次改進，但是在實際運行維護過程中發(fā)現(xiàn)，冷卻器控制系統(tǒng)的設(shè)計仍存在著一些不足。若不及時對該控制系統(tǒng)進行改造，就會影響變壓器的經(jīng)濟運行，增大能耗，和國家節(jié)能減排的大政方針相左。

5、華電云南以禮河發(fā)電廠220kV主變冷卻器自動控制系統(tǒng)沈陽沈變變壓器組件制造廠設(shè)計、生產(chǎn)，采用西門子公司PLC（可編程序控制器）作為冷卻器的控制核心。其任務(wù)是根據(jù)要求設(shè)定冷卻器的工作狀態(tài),自動控制冷卻器的投入、運行或停機,防止風(fēng)機及油泵的燒損,當(dāng)風(fēng)機或油泵發(fā)生故障，變壓器頂層油溫升高或過高以及電源故障時，冷卻器發(fā)出告警信號，并與變壓器非電量保護裝置DGT801F配合以便切除變壓器。通過2010年我廠對220kV主變強油循環(huán)風(fēng)冷冷卻器控制系統(tǒng)XKPLCFP-5/N的啟?；芈愤M行改造，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試及一年來的運行經(jīng)驗與理論學(xué)習(xí)，總結(jié)出一些經(jīng)驗，以供同行參考借鑒。系統(tǒng)功能按照強油循環(huán)風(fēng)冷變壓器風(fēng)冷系統(tǒng)運

6、行要求，裝置具有以下功能。能夠完成原冷卻控制裝置的所有功能。以變壓器負(fù)荷電流、頂層油溫為依據(jù)，實現(xiàn)變壓器冷卻器組分組投切，確保主變運行中的油溫控制。根據(jù)每組冷卻器的累積運行時間由PLC程序控制，均衡分配運行時間，使冷卻器組循環(huán)運行變壓器超溫、冷卻器全停與主變DGT801F保護相配合出口，并發(fā)出報警信號。冷卻器的控制部分冷卻器的控制方式有手動和自動兩種，自動控制為可編程控制。冷卻器的油泵電機和風(fēng)扇電機設(shè)有過負(fù)荷、短路及斷相保護，以保證電動機的安全運行;通過SC轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇實現(xiàn)冷卻器的自動或手動運行狀態(tài)。（1）工作冷卻器的投退，當(dāng)變壓器投入或退出運行時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“工作”的冷卻器組依靠P

7、LC的運行程序（梯形圖）實現(xiàn)周期輪換制工作，一般設(shè)定15天為一個周期。在每一個運行周期內(nèi)都有兩組冷卻器正常工作及一組輔助和一組備用。（2）輔助冷卻器是依靠主變過負(fù)荷及油溫情況通過PLC的運行程序（梯形圖）自動投入運行。當(dāng)變壓器上層油溫達(dá)到溫度設(shè)定值或變壓器負(fù)荷電流達(dá)到額定值的2/3以上時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“輔助”的冷卻器組自動投入運行，當(dāng)變壓器上層油溫低于溫度設(shè)定值或變壓器負(fù)荷電流低于額定值的2/3以下時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“輔助”的冷卻器組自動停止運行。（3）備用冷卻器是根據(jù)工作、輔助冷卻器故障情況通過PLC的運行程序（梯形圖）自動投入運行，并發(fā)出冷卻器故障信號。每輪換一次周期時發(fā)出一個信

8、號（該信號時間為1min）,通知運行人員以進入下一個運行周期。這樣可以充分發(fā)揮冷卻器的使用壽命。輪換周期的時間一般為15天（輪換周期的時間也可按要求自行設(shè)定）。（4）冷卻器在手動狀態(tài)下，沒有輔助、備用冷卻器。冷卻器的電氣原理圖如圖1所示。di巴昌丄ifa-ih3存在的不足及改進方案對于工作冷卻器，當(dāng)變壓器投入或退出運行時,在自動狀態(tài)下設(shè)定為“工作”的冷卻器組依靠PLC的運行程序(梯形圖)實現(xiàn)周期輪換制工作，一般設(shè)定15天為一個周期。在每一個運行周期內(nèi)都有兩組冷卻器正常工作及一組輔助和一組備用。以廠變壓器工作在年平均氣溫20C以下，經(jīng)過多年的統(tǒng)計，這樣的運行方式，以廠220kV主變壓器的上層油溫

9、一般在25C30C左右，即使在夏季高溫時，也就在55C左右，冬季在18C左右，從運行溫度我們可以看出，影響變壓器的經(jīng)濟運行，增大能耗,和國家節(jié)能減排的大政方針相左。新的啟?；芈穼τ捅秒姍C和風(fēng)扇電機分別控制，當(dāng)變壓器投入運行時,在自動狀態(tài)下設(shè)定為“工作”的冷卻器組自動投入油泵運行，將變壓器油循環(huán)起來，以防止變壓器內(nèi)部局部過熱。當(dāng)變壓器上層油溫達(dá)到溫度設(shè)定值(60C)或變壓器負(fù)荷電流達(dá)到額定值的2/3以上時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“工作”的冷卻器組自動投入風(fēng)機運行，當(dāng)變壓器上層油溫低于溫度設(shè)定值(55C)或變壓器負(fù)荷電流低于額定值的2/3以下時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“工作”的冷卻器組風(fēng)機自動停止運行。對

10、于輔助輔助冷卻器，當(dāng)變壓器上層油溫達(dá)到溫度設(shè)定值或變壓器負(fù)荷電流達(dá)到額定值的2/3以上時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“輔助”的冷卻器組自動投入運行，當(dāng)變壓器上層油溫低于溫度設(shè)定值或變壓器負(fù)荷電流低于額定值的2/3以下時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“輔助”的冷卻器組自動停止運行。以廠220kV變壓器冷卻器組的啟動溫度是60C停止溫度是55C，從工作冷卻器組的投入我們可以看出，由溫度啟動的輔助冷卻器組是不會啟動的，因為其運行溫度在45C以下。而當(dāng)變壓器負(fù)荷電流達(dá)到額定值的2/3以上時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“輔助”的冷卻器組又自動投入運行，此時投入的輔助冷卻器,對主變壓器的油溫的影響已經(jīng)是很小的了。反而卻增加了能耗，

11、降低了設(shè)備的使用壽命。新啟?；芈凡捎卯?dāng)變壓器上層油溫達(dá)到溫度設(shè)定值(65C)時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“輔助”的冷卻器組自動投入油泵及風(fēng)機運行，當(dāng)變壓器上層油溫低于溫度設(shè)定值(60C)時，在自動狀態(tài)下設(shè)定為“輔助”的冷卻器組自動投入退出運行。對于備用冷卻器依是根據(jù)工作、輔助冷卻器故障情況通過PLC的運行程序(梯形圖)自動投入運行，并發(fā)出冷卻器故障信號。改進后的冷卻器電氣原理圖如圖2所示。從改造后的接線圖我們可以看出，每組冷卻器怎加了一只接觸器和一根電纜，改造成本低，接線簡單。而PLC程序為梯形圖編程，簡單易學(xué)，現(xiàn)場調(diào)試方便。4結(jié)語對沈陽沈變變壓器組件制造廠設(shè)計、生產(chǎn)的XKPLCFP-5/N型冷卻器總控制箱在以廠現(xiàn)場運行中所存在的不足進行了分析，并提出了改造方案，其改造原理簡單，投資較