发电厂主变压器冷却器改造

摘 要：介绍了我厂#6机主变压器（简称T6）冷却器的改造情况。我厂T6主变压器（主变型号：SFPB-240000/220）原冷却器型号为YF―120。此冷却器的动密封口较多，极易发生渗漏油现象，此外还有容量小、效率低，散热能力不足等问题。因此在夏季高温大负荷期，变压器温升较高，常到报警值以上。每年冷却器要经多次水冲洗，才能让变压器渡过夏季，不但检修维护工作量大，也不利于变压器的稳定运行。为了彻底改变这种被动局面，决定对原冷却器进行改造。经调研比较我们选用了YF3a―250型冷却器，经改造后。冷却容量充足、变压器温升降低、给检修和维护带来了很大方便、减少了渗漏油现象、节能明显、保证了主变的稳定运行和安全生产。

关键词：变压器 冷却器 改造

一、设备概述

1.T6变压器主要参数

2.T6原配冷却器主要参数

3.由以上参数可知：

3.1变压器压的总损耗：空载损耗： 242.7KW，负载损耗： 681KW，总损耗：242.7+681=923.7 KW。

3.2原配YF―120型冷却器12台。

总共额定冷却容量为：120×12=1440KW。

总定额定循环油量为：40×12=480立方米/小时。

3.3当地最高环境温度为40℃。变压器周围地面为水泥砖，夏季对变压器的散热将会有有一定的影响。

二、T6变压器冷却器的改造

1.改造范围

1.1冷却器整体更换。包括冷却风机、潜油泵、油流继电器、冷却风扇分控箱。

1.2冷却器支架。包括：连接管路、阀门、增装逆止门。

1.3变压器风机主控制箱及由主控制箱到分控箱之间的电源及信号电缆。

2.改造方案

2.1将变压器原配的YF―120型冷却器12台全部拆除，更换为YF3a―250型冷却器6台（其中5台工作，1台备用）。这种冷却器采用先进的钢铝复合内肋翅片管，即冷却器的外部翅片为轧制的铝翅片，有着优良的散热性能及防腐性能。内衬基管为代有内肋的钢管，具有良好的焊接性能及油侧散热性能。它的油路为单程油路，并在冷却管内加装了扰流线等先进的风冷却制造技术。单程油路可以使油阻力大大降低，同时使油侧传热能力大为提高。冷却器选用风机为低转速、大风量的新型复合材料风扇，在使冷却容量大大提高的同时，使冷却器噪音明显降低。冷却器选用了先进的低转速，低扬程潜油泵，油泵转速在1000转/分以下，使冷却器的安全可靠性得到较大提高。冷却器采用先进的设计、制造工艺，有较好的防渗漏性。

2.2冷却器的具体参数为：

冷却器型号 YF3a―250型 额定油阻力 28KPa

冷却器台数 6台 辅机损耗 2.2%

额定冷却容量 270KW 噪 音 69dB

额定油流量 80m³/h 油泵型号 6B135―4.6/3V

冷却风机型号 DBF1―9Q8 潜油泵功率 3KW

冷却风机功率 1.5KW 冷却器生产厂家 沈阳华通变压器有限公司

2.3为使改造后的冷却器更安全可靠的运行及更为方便的维护和检修，采取了以下几项重要的技术措施：

2.3.1为了有效监视冷却器的工作情况，在每台冷却器潜油泵的出口安装了油流继电器。为了确保油流继电器的档板在运行中脱落而随油流进入变压器内部，在油管路中安装了防护滤网，确保可靠运行。

2.3.2为使冷却器及潜油泵检修维护方便，在每台冷却器及潜油泵的进出口门处都安装有真空蝶阀。

2.3.3每台冷却器的油回路中都装有逆止门，主要是为了防止冷却器在处于备用或停运状态时，冷却器内部没有油流产生，从而保障了整个变压器冷却系统的冷却效果。

2.3.4控制箱外壳采用了不锈钢材料，很好的解决了腐蚀问题。控制箱按国家有关规定标准设计制作，具有很好的防水防尘性能。控制箱内设有联络开关，当一路动力电源出现故障时，另一路有自动投入的功能。分控箱内装有风扇单独控制开关，冷却风机可以根据变压器的温度随时起停。

3.变压器原配YF―120冷却器与改造后的YF3a―250冷却器的比较

变压器原配YF-120型冷却器是我国上个世纪60年代的仿苏产品。随着冷却器制造技术的不断发展，以及该冷却器运行年限的增加，与本改造方案中选用的YF3a―250型冷却器相比确实存在着许多问题和不足。

3.1冷却容量、效率、散热能力

原冷却器容量小、效率低，散热能力不足。原冷却器设计有净油器装置，根据实际运行情况及有关规定，目前净油器已拆除停用，原为净油器设计的部分冷却散热管只占空间，不起作用，与同体积下的新型冷却器相比，从冷却油管上就少了一部分。原冷却器因其设计和制造工艺等方面的原因，其实际额定冷却容量仅为110KW，加之冷却器已运行近30年，其油、风两侧的污垢沉积较多，加上部分散热管的停用，目前的实际冷却容量已不足100KW，因此在夏季高温大负荷期，变压器温升较高，常到报警值以上。有时冷却器每年要水冲洗几次，才能保证变压器的稳定运行。为了彻底改变这种被动局面，保证安全生产，我们选用了YF3a―250型冷却器，对原冷却器进行改造。新型冷却器其单台额定容量为270KW，冷却容量充足，完全可以保证变压器安全正常运行。

3.2渗漏油现象

原冷却器的静、动密封口太多，极易发生渗漏油现象。YF―120型冷却器本身就有10多处密封口，潜油泵的密封口也很多，这些密封口用胶垫来密封，由于直接暴露在空气阳光之中，变压器运行油温又较高，天长日久，胶垫老化，出现渗漏油现象。且目前市场上的胶垫质量不太稳定，有的质量不能保证，给变压器的稳定运行造成很大的隐患。而新型的YF3a―250型冷却器只有进出口两个胶垫密封口，且采用密封槽连接，胶垫与阳光直接接触的部分较少，这样就有效的防止了胶垫的老化，使冷却器不易产生渗漏油现象。

3.3辅机损耗

原冷却器的辅机损耗大。YF―120型冷却器每台配有4台0.4KW的冷却风机和一台3.0KW的潜油泵，单台冷却器的耗电功率为0.4×4+3.0=4.6KW，则原冷却器的辅机损耗为4.6÷110×100%=4.2%，而新YF3a―250型冷却器每台配有2台1.5KW冷却风机和1台3.0KW潜油泵，单台冷却器的耗电功率为1.5×2+3.0=6KW，则冷却器的辅机损耗为6÷270×100%=2.2%。新冷却器的辅机损耗有明显减少。

3.4安全运行情况

原YF―120冷却器所配潜油泵：

潜油泵型号 YB40-16/3.0 扬 程 16M 功 率 3.0 KW

流量 40 m³/h 转 速 2900转/分 电 流 6.8 A

额定电压 380 V 频 率 50 HZ 长春第二电机厂生产

新YF3a―250冷却器配潜油泵技术参数：

潜油泵型号 6B4.135―4.6/3 V 额定电压 380 V 流量 135 m³/h

电机功率 3.0 KW 额定电流 8.3A 扬程 4.6 m

频 率 50 HZ 额定频率 50HZ 转速 1000 r/min

标准代号 JB/T10112―1999 出厂日期 2004、7 长春诺森电机有限公司制造

原冷却器本体油阻力大，潜油泵扬程高，变压器运行安全性差。由于原冷却器油路为多回路，其油阻力很大（120KPa），所需匹配的潜泵扬程就要高，而高扬程的潜油泵的叶轮与壳体之间的间隙很小，运转过程中极易产生磨擦，并有可能产生金属粉末，如金属粉末随油流进入变压器线圈，对变压器的运行安全将带来很大的安全隐患。而改造后的冷却器，其本体油阻力仅为28KPa，所配潜油泵的扬程为55KPa，冷却器的运行状况得到了根本改善。

3.5检修维护的工作量

由于原冷却器有12组，每组冷却器装4台冷却风机和一台潜油泵，所以所用的风扇、潜油泵数量相应很多，这样就给检修维护增加了很多工作量。T6变压器原有YF―120冷却器12台，共用风扇4×12=48台，潜油泵12台。经改造后，变压器用YF3a―250冷却器6组，共用风扇2×6=12台，潜油泵6台，从数量上减少了多台电机，使检修和维护工作量大大降低。

3.6节能明显。

原YF―120冷却器共有12组，每组配有4台0.4KW风扇电机，1台3.0KW潜油泵，则单组冷却器的耗电功率为：0.4×4+3.0=4.6KW，如按年平均8组持续工作，则年耗电为：4.6×8×24×365=322368KW.h，改造后所选用的YF3a―250型冷却器，每组2台1.5KW风扇电机和1台3.0KW潜油泵，单组冷却器耗电：1.5×2+3.0=6KW。按年平均4组冷却器持续运行，则年耗电为：6×4×24×365=210240KW.h。这样T6变压器冷却器改造后，每年可节电：322368-210240=112128KW.h。

3.7冷却器内部杂物的清理

T6变压器原配冷却器不但数量多，而且内部清理比较复杂。由于长期运行，冷却器内部杂物、污垢比较多，如不能及时清理，将会使冷却效率大幅下降，所以每变压器检修和入夏时，都要对冷却器内部进行彻底清理。同于YF―120冷却风机是由前向后吹风，所以很多杂物都积在冷却器内部，要清理干净非常不容易。而YF3a―250型冷却器的风向是由后向前吹风，这样如有杂物都积在冷却器的外壁上，清理时相当容易，大大节省了人力。

3.8新冷却器防护能力有了明显提高

YF―120冷却器不但控制箱防尘防雨效果不好，其电机的接线端子防雨能力相当差，每当冬季大雾、夏天下雨都极易引起冷却风机引线短路或接地事故，造成风机掉闸甚至造成风机损坏或热继电器损坏。如风机保护失灵，上一级保护动作，将会使变压器冷却电源全停，使变压器不能正常工作，造成停机事故。而新冷却器取消了冷却风机的接线端子，引线接头直接密封在风机的接线盒内，使防护能力大大提高。

a）新冷却器在油回路中增装了滤网。当油流继器或潜油泵在运行时可能出现螺丝、垫片脱落、油流继电器档板损坏等异常情况时，为防止进入变压器内部而造成变压器故障，在冷却器的油路出口处，加装了滤网，有效的防止了杂物特别是一些金属物进入变压器内部。

b）在《防止电力生产重大事故的二十五项重点在求实施细则》中，明确要求：“冷却器油泵应选用转速不大于1000r/min的低速油泵。对已运行的3000r/min高速油泵应安排更换。” YF―120冷却器所配的是2900r/min的高速潜油泵，循环油量为：440立方米/小时；而发改造后的YF3a―250冷却器所配潜油泵为1000r/min的低速油泵，总的循环油流量为400立方米/小时。因此，经改造后的冷却器不但潜油泵的转速符合了要求，而且也不会因油流速过快而产生油流带电的问题。

c）冷却器改造后冷却能力有较大提高。冷却器改造前，YF―120的总额定冷却容量为1440KW。改造后，YF3a―250的冷却器总额定容量270×6=1620KW。冷却器改造后的额定容量较改造前提高了：（1620―1440）÷1440×100%=12.5%。

d）变压器油温完全满足要求。当夏季气温较高时，需投入5组冷却器工作。此时，每台冷却器所担负的冷却容量为：1.05×923.7÷5=194.0KW。根据冷却器的冷却容量曲线可知，在此状态下，变压器的项层油温升为28K，当环境温度在40℃时，变压器上层油温为：28+40=68℃。也就是说，当气温在40℃时，一组冷却器备用，仍能满足变压器温度要求。而YF―120冷却器，在夏季12组冷却器全部投入运行，变压器顶层油温仍经常超过70℃。

e）原冷却器的噪声高。YF―120型冷却器的噪声为83dB（A），不符合当前环保要求。而YF3a―250型冷却器的噪声仅为69 dB（A）。相差：83―69=14 dB（A）。因此，冷却器改造后，变压器的噪声水平将得到很大的改善。

三、改造后的冷却器运行情况

2004年10月至12月，利用#6机组大修的机会，进行冷却器的更换工作。2004年12月初投入运行。到目前运行比较稳定，没有出现异常情况。同期同负荷条件下比较，变压器的温升下降10℃，辅助电机每月节约电能9.2万KW.h。在节能降耗、提高冷却容量、效率、散热能力、减少渗漏油现象、减少检修维护工作量、提高设备的安全稳定运行等诸多方面达到了预期效果。

四、总结

通过对T6主变压器冷却器的改造，使T6主变压器的冷却效果明显提高。能保证在夏季高温大负荷期，变压器温升明显下降。计划利用检修机会对其他主变压器的老式冷却器进行改造，以满足主要设备的安全稳定运行。

参考文献：

[1]中国大唐集团公司、长沙理工大学组编，电气设备检修，中国电力出版社，2009年12月北京