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强迫油循环风冷变压器冷却器启动回路浅析-陈前昌.
强迫油循环风冷变压器冷却器启动回路浅析
江苏宿迁供电公司
陈前昌
【摘要】大型变压器大多采用强油循环风冷(ODAF/OFAF)的冷却方式,为了增强冷却系统的可靠性进而提高变压器的安全运行性能,往往采用多组冷却器分组控制的设计方案,由于分组方案应用较广,且经过多年使用,逐渐趋于完善,但也存在一些未被重视的问题,本文以某公司生产的OSFPS-750000/500变压器的的冷却回路为例,剖析冷却器的启动回路并提出了改进意见。
【关键词】变压器,冷却器,启动回路
【正文】
变压器的铜损和铁损消耗的能量绝大部分都转化为热量,造成了变压器绕组及铁芯温度升高,而变压器的绝缘寿命和温度又密切相关,根据试验得出,当平均温度每升高10摄氏度时,油的劣化速度就会增加1.52倍。根据冷却方式分类。目前电力系统运行中的变压器以油浸自冷式、油浸风冷式及强迫油循环式三类为主。同样环境下强迫油循环冷却效果优于油浸风冷,油浸风冷冷却效果优于油浸自冷。
大型变压器为了提高容量、减少体积、重量和材料消耗大多会采用强迫油循环导向风冷方式,这种冷却方式采用的是油泵导向强迫加速热点油循环,经风冷散热器使变压器冷却效果提高。按照《变压器运行规程》的相关规定,为防止变压器油劣化过速,上层油温一般度,不宜经常超过85摄氏,多数变压器因此设有过温保护,当温度达到设定值就会跳闸。一旦变压器因油温过高导致绝缘损坏事故或过温跳闸,就会给系统的正常供电和安全运行带来严重的影响,因此根据变压器的容量及其重要程度,必须装设良好且可靠的冷却系统。
为了增强冷却系统的可靠性进而提高变压器的安全运行性能,往往采用多组冷却器分别控制的设计方案,当某一组冷却器故障时不影响其他冷却器的运行,使得变压器能够最大程度上得到冷却。分组的另外一个好处是运行检修灵活,冷却器一般分成4-12组,可以根据负荷即温度来确定投入的组数,及低温及低负荷时投入较少冷却器,以免导致能源及冷却器寿命的浪费,高温及高负荷时投入较多组冷却器及时降低主变温度。
究竟需要投入多少台冷却器才能既满足散热需求又不至于造成能源浪费及冷却器寿命减少,这要根据不同的厂家散热器的性能而定,本文以某公司生产的OSFPS-750000/500变压器为例,进行计算。根据厂家说明书要求,低负荷运行时可以停用部分冷却器,在保持各绕组及油温升不变的条件下,开启冷却器组数与允许负荷的关系有下列算式:
开启n只冷却器时变压器允许的容量Sn’计算公式
Sn-变压器的额定容量(kVA)
Pk’-开启n只冷却器允许的负载损耗,Pk’=nP-P0
Pk-变压器75℃时额定负载损耗
P-变压器满载运行时每只冷却器的热负荷,P=(P0+Pk)/N
P0-变压器的空载损耗
N-冷却器总数(不包括备用冷却器)
根据变压器的参数(N=7-1,P0=173.4kW,Pk=1215.6kW,Sn=750000kVA)可以得到开启冷却器组数和对应允许容量的关系如下表
启动冷却器台数n 变压器允许的容量Sn’ k=Sn’/Sn 1 163970 kVA 0.219 2 366070 kVA 0.488 3 491050 kVA 0.655 4 590130 kVA 0.787 5 674810 kVA 0.900 6 750000 kVA 1.000 冷却器的控制方式有手动和自动两种,其中自动控制的冷却回路又可分为电气回路控制和可编程控制,目前在系统中运行的以电气回路控制为主,但可编程控制的冷却器会象微机保护一样逐渐普及。下面,以该公司生产的OSFPS-750000/500变压器配套冷却器控制回路为例,分析其启动回路并提出了改进意见。
冷却器控制回路如下
冷却器控制回路图(局部)
冷却系统配置介绍:
该冷却系统配置7组冷却器,由电源切换回路,工作冷却器辅助及备用冷却器启动回路,信号回路,冷却器自动启动及冷却器全停跳闸启动回路构成。
冷却器的分组,为了运行检修灵活,冷却系统配置7组冷却器,可以根据负荷即温度来确定投入的组数,及低温及低负荷时投入较少冷却器,高温及高负荷时投入较多组冷却器。
冷却器的工作方式,由于变压器的负荷及温度是不断变化的,故当需要投入或停止冷却器时应该自动进行,不需人为干预,这样既减少了人员工作压力,又避免了人为投入不及时导致主变温度过高,或人为退出不及时导致能源及冷却器寿命的浪费。故除了设置工作模式外,还设置了辅助1、辅助2工作模式,可以根据温度及负荷启动。
为了防止工作冷却器因各种故障停用,设置了备用工作模式,当任一工作中的冷却器故障停用,都自动启动备用冷却器,来代替原有冷却器的运行。
冷却器的几种工作模式
冷却器工作方式切换开关SC的接点位置表如下:
“停止0”模式
停止模式时,冷却器工作方式切换开关SC所有接点均断开,
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