发电厂主变压器冷却器改造

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  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
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