油浸电力变压器冷却系统运行浅析

[摘 要]强油循环风冷是变电运维的硬骨头，也是出现问题较多的环节，本文对油浸电力变压器冷却系统运行作了一定的探讨。

[关键词]变压器；冷却系统；运行

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0044-01

主变压器是变电站的核心重要设备，现今溧阳供电公司电网内绝大部分变压器为油浸变压器，只有中低压配网极少部分主变压器和部分所用变压器为干式变压器。油浸变压器正常预期寿命为25～30年时间，是以正常的环境温度和额定条件下无事故长期经济运行为基础测算得出，我们可以看出主变的散热性能与主变的寿命有着密不可分的关系。

1 溧阳地区变压器冷却系统配置现状

目前，在溧阳区域电网内，中低压配网中油浸电力变压器冷却方式为油浸自然冷却，35kV干式变压器为自冷。

35kV主电力变压器冷却方式为为油浸自冷，或油浸风冷。

35kV变压器自然风冷所占比例：（图一）

110kV主变压器绝大部分冷却方式为或油浸自然冷却，少数为油浸自然风冷却。

110kV变压器自然风冷所占比例：（图二）

220kV主变压器有6台冷却方式为或油浸自然风冷却，容量均为180MVA，均为中外合作产品。有2台为强迫油循环风冷却，容量均为120MVA，产家分别为西安变压器厂和常州变压器厂，强油循环风冷变压器在220kV主变中的所占比例为25%（如图一所示）。

220kV变压器强油循环所占比例：（图三）

从图表可以看出，随着主变容量的增大，电压等级的升高，主变对散热的要求越来越高，35kV主变、110kV主变还有自然冷却，220kV主变就一定是自然风冷却，有的甚至是强迫油循环风冷。

随着人民生活水平的提高，科学技术水平的发展，电力负荷的增长呈加速趋势，2004年时溧阳电网220kV主变容量均为120MVA及以下，2005年后新上的和扩建的变电站主变容量均为180MVA，规划中还有容量为240MVA的。强油风冷主变技术落后，损耗大，维护成本高，在溧阳地区所占比例逐渐下降。主变压器的冷却方式是根据电压等级、额定容量、厂品型号等来选择的。

2 主变冷却器的运行

变压器在运行中的允许温度按上层油温作监视。油浸自冷或油浸风冷主变上层油温最高不得超过95℃，油浸风冷主变上层油温一般不得超过85℃，强迫油循环主变上层油温不得超过70℃，温升不得超过55℃。

允许的过负荷：主变在正常允许的情况下，不允许过负荷运行，如遇有过负荷，应迅速汇报调度，采取措施控制负荷。满负荷运行的变压器不宜过负荷运行。变压器有着较大的缺陷（例如冷却系统不正常，严重漏油，色谱分折异常等）时，不准过负荷运行。

变压器允许在正常过负荷和事故过负荷情况下运行，正常过负荷可以经常使用，其允许值根据变压器的负荷曲线，冷却介质温度以及过负荷前所带的负荷等来确定，其正常过负荷曲线可以查看《国家技术监督局油浸式变压器负载导则》。一般情况下正常过负荷倍数不得超过1.3倍。过负荷倍数及允许时间应参阅有关表格。主变允许在事故情况下过负荷运行，一般情况下事故过负荷倍数不得超过1.7倍，过负荷时间参阅有关表格。变压器投入电网的同时，冷却系统依靠散热器冷却；当变压器顶层油温（或绕组温度）达到规定值时，油浸风冷变压器能启动尚未运行的风扇，或当变压器的负荷增加到规定值时，也可以启动风扇来提高冷却效率。

3 变压器的寿命是以热老化来衡量的

按部颁《油浸式电力变压器负载导则》的原则，不是以铭牌额定值为限值来指导变压器的运行，而是以热老化作为指导原则，并给出了有关过载数据（见表1-1）。

表1-1 变压器负载电流和温度最大限值

当全年平均环境温度20℃，绕组平均温升为65℃时，绕组最热点温升约高出平均值13℃，即可达98℃。高温环境下平均温度高达40℃，变压器满负荷时，绕组最热点温度可达118℃，变压器上层油温可达95℃。当负载超过额定值或环境温度高于正常温度时，变压器将承受一定程度的危险性，并且热老化加快。对变压器绕组最热点温度时的寿命有损失，可按6℃法则来计算，即在80～140℃范围内，温度每增加6℃，A级油浸绝缘纸的寿命老化加速一倍，寿命减半。变压器热老化的决定因素是绕组的热点温度。部颁《油浸式电力变压器负载导则》规定：在额定负载和正常环境温度下，热点温度的正常基准值为98℃时的相对热老化率等于1。从热老化的观点出发，变压器正常周期性负载下运行时，变压器老化是正常的速度，即相对老化率不大于1，因此变压器可以在超过额定电流和低于额定电流，两种负载状态交替周期性出现的条件下运行，只要在较长一段运行期间，平均相对老化率不大于1，变压器能正常工作。全年满载运行的变压器不宜过负荷运行，一般变压器不会全年满载运行，所以能有长期急救周期性负载与短期急救负载。

4 结论

总之，在电力变压器的冷却系统运行上，我们要考虑变压器的电压等级、容量，事故备用容量，运行成本和安全性等，进行合理选择，使得主变压器能可靠稳定运行。社会的发展，无人值守变电所的普遍实施，强油循环风冷变压器损耗大，运行成本高，安全系数低，越来越不适应要求，正在逐渐被自然冷却和自然风冷主变所代替。

参考文献

1.溧阳供电公司220kV变电站现场运行规程

2.溧阳供电公司110kV及 35kV变电站现场运行规程

作者简介

裘科宇（1972―），男，汉族，江苏溧阳，本科，调度值班长，职称助理工程师（2007.12），方向电力系统调度控制。