变压器冷却装置控制方式的改进

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1、变压器冷却装置控制方式的改进　　目前不管是安装在发电厂还是运行在变电站的大型电力风冷变压器，其运行中所带负荷随时都在发生变化，尤其是发电厂的升压变压器在调峰运行时，每日所带负荷在50%～100%之间多次变化，这将使变压器的损耗也随之发生变化，从而造成变压器油温的变化；另外，不管是一年四季环境气温的变化，还是每天昼夜气温的变化，也都造成了变压器油温的变化。变压器油温的频繁和大幅度变化，将对变压器的安全、经济运行和使用寿命产生较大的影响。　　1变压器运行中温度变化原因分析　　引起变压器运行中整体温度变化的

2、原因主要有变压器的损耗和环境气温的影响。变压器损耗包括变压器的空载损耗和负载损耗，其空载损耗在变压器投运后就一直存在，负载损耗则随变压器所带负荷的大小而改变，变压器负载越大，则损耗越多，变压器的温升就越高；负载变化越大，变压器的温度变化就越大。　　另外从全国电力　负荷市场全年运行变化的实际情况来看，天气越冷或越热，用电负荷增长就越快，变压器的温升就越高；即使在同一天，由于昼夜温度的变化和负荷峰谷差的变化叠加，更是造成变压器温度大幅度变化的一个主要因素。由于以上各种因素的影响，造成变压器温度在不断变化，

3、从而影响到变压器的长期安全运行和使用寿命。　　2大型变压器现行的冷却装置配置和运行特点　　目前我国大型电力变压器的冷却装置配置情况是：根据变压器容量的大小，配置数组风冷油循环冷却装置，每组风冷油循环冷却装置由1台油泵和3～4台风扇组成。运行中为满足变压器的各种运行工况，一般要求冷却器1台备用(运行冷却器故障时可自动投入运行)、1台辅助(变压器负荷电流大于70%Ie或上层油温高于某一定值时自动投入运行)、其余所有冷却器全部投入运行。此配置有其不尽人意的地方。如我公司SFP7-240000/330型主变压

4、器装设有6台冷却容量250kW的风扇冷却器，在夏季高温季节，机组满负荷运行，变压器冷却装置全部投入，但其上层油温仍高达70℃左右(有时变压器油枕油位因气温变化而高出指示范围)。但在夜间尤其是在暴雨过后的夜间，因负荷和气温骤降，虽然已将变压器辅助冷却器停运，但变压器油温仍降至30℃以下，也就是油温的变化幅度超过了环境温度的变化。在冬季负荷较低或特别寒冷的季节，变压器因油温过低，不得不对其进行加油，这对变压器的安全运行和寿命将是十分不利的。即使日常负荷变化和气温变化没有如此之大，但变压器的温度变化是实际存

5、在的。以上情况都反映出现行配置的变压器冷却装置存在着设计和使用上的缺陷。　　另外，运行在“辅助”和“备用”位置的冷却装置投入和退出运行，将造成变压器内的油流量发生变化，同时也将造成变压器内温度的局部差异，这时对变压器的正常运行也有一定的影响。　　3利用变频技术，改善变压器的实际运行状况　　随着变频技术的成熟和在实际生产中的成功应用，改变变压器冷却装置的运行控制方式为变频方式也是一件较为简单的事情。利用变频技术，控制和调整大型电力变压器冷却装置的输出功率尽可能与变压器的总损耗相等，同时结合变压器油温和环

6、境气温的反馈调节，从而将变压器上层油温控制在一个较小的给定范围，这对变压器的安全、经济运行和延长其使用寿命具有重要的意义。　　具体的改动设想如下：　　(1)各组冷却装置中油泵的原控制方式保持不变，即保持变压器内原设计油流特性不变，这样不论变压器的油温变化有多大，但其各部的油温仍是一样的，不会产生温度差。　　(2)变压器各组冷却装置中风扇的控制方式改为变频控制，即用变动的风量来调整冷却装置的输出功率，使其达到与变压器的总损耗相一致，实现变压器的发热与冷却装置散热相平衡，以维持变压器上层油温的恒定。　　而

7、要改风扇为变频控制，就要为其提供以下3个方面的数据作为控制信号：　　①按照变压器负荷变化控制风扇转速。变压器运行后随着负荷从小到大不断变化，变压器总的损耗也在按一定比例增大，根据这一特点结合风扇转速变化时风量也同时变化的规律，用变压器的负荷电流作为风扇变频调速的主要信号源。　　②在变压器原上层油温测点附近增加一套电阻式温度测量系统，将其温度变化信号提供给变频控制装置，设定的基准温度为原温度范围(45～55℃)的平均值，而变压器原有的远方温度监视系统不变。　　③在变压器本体上方增装一套用于反映环境温度变

8、化的电阻式温度测量系统，并将其温度变化信号提供给变频控制装置。　　(3)将变压器原用于启动“辅助”冷却器的电流继电器改为电流变送器，其输出信号作为调节变频器输出的信号源。　　(4)将变压器常规风冷控制回路的辅助、备用控制接线，改为由可编程序控制器(PLC)加变频器(VVVF)对运行中的油泵进行控制和对风扇通风量进行调节，以达到调节冷却功率的目的。　　上述控制部分改动的具体实施如图1所示。　　图1变压器冷却装置变频控制示意　　4VVVF输出特性的选择　　(