摘 要：托電公司5-8號(hào)機(jī)機(jī)組空冷配電室每遇夏季溫度陡然升高，過高的溫度加重了空冷變配電設(shè)備故障發(fā)生概率。原本工業(yè)空調(diào)不能正常工作，現(xiàn)對(duì)空冷PC配電室墻體與空冷變本體進(jìn)行通風(fēng)風(fēng)道改造，加強(qiáng)箱式空冷變內(nèi)部空氣流通，達(dá)到降低空冷變運(yùn)行溫度的效果，減少相應(yīng)的運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：空冷變；風(fēng)道改造；空氣流通；降溫；運(yùn)行成本

引言

空冷PC配電室內(nèi)有四段空冷PC控制柜，四段MCC控制柜，空冷風(fēng)機(jī)變頻器柜40個(gè)，4臺(tái)空冷變和2臺(tái)空冷備用變。在夏季溫度升高時(shí)，配電室內(nèi)過高的溫度會(huì)增加變配電設(shè)備的故障發(fā)生概率。由于原配電室內(nèi)4臺(tái)工業(yè)空調(diào)已經(jīng)不能正常工作，空調(diào)的維護(hù)和更換費(fèi)用較高，且不利于節(jié)能環(huán)保，所以現(xiàn)對(duì)空冷PC配電室進(jìn)行通風(fēng)風(fēng)道改造，利用增加軸流風(fēng)機(jī)和給風(fēng)孔，加強(qiáng)箱式空冷變本體空氣流通，起到降低干式變溫度的作用，減少運(yùn)行成本。

1 背景

托電公司5-8號(hào)機(jī)每間空冷配電室均有4臺(tái)工作空冷變和2臺(tái)備用空冷變?？绽渥冞x用的是山東省金曼克具有低噪音、低損耗、過載能力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、電氣性能可靠的干式變壓器產(chǎn)品。高壓線圈采用銅導(dǎo)線繞制，由環(huán)氧樹脂在真空狀態(tài)下澆注而成。低壓線圈采用銅導(dǎo)線繞制或銅箔繞制而成。變壓器均為空氣自冷式。

1.1 溫升限值

線圈的絕緣耐熱等級(jí)為F級(jí)，溫升限值為100K，最熱點(diǎn)溫度為155℃。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)背景

托電公司5-8號(hào)600MW火電機(jī)組采用空冷為主水冷為輔的水冷卻方式，每單臺(tái)機(jī)組空冷島包括56臺(tái)空冷風(fēng)機(jī)，夏季大負(fù)荷加上環(huán)境氣溫較高時(shí)，為滿足機(jī)組真空度要求，使56臺(tái)空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高增強(qiáng)散熱，便通過低壓變頻器使其以53-55HZ超頻運(yùn)行，超頻運(yùn)行方式下，風(fēng)機(jī)耗功會(huì)平均增加1.3MW，因此，空冷一系列的電氣設(shè)備-變壓器、變頻器、電纜、電機(jī)、開關(guān)等熱耗均會(huì)增加。常見箱式干變的散熱方式多為底部離心風(fēng)機(jī)向器身吹風(fēng)，迫使器身熱量流動(dòng)，然后散至箱體網(wǎng)孔，或于箱殼頂部安裝軸流風(fēng)機(jī)將箱內(nèi)熱量抽排至箱外。但不管哪種方式都要保證箱變內(nèi)外存在溫差，即箱變外的環(huán)境溫度應(yīng)較箱變內(nèi)部低，這樣氣流帶動(dòng)熱量才可以實(shí)現(xiàn)交換和消散，且溫差越大散熱效果越好。當(dāng)箱變由于負(fù)荷原因熱耗較高，且位于配電室內(nèi)，上述兩種散熱方式已經(jīng)無(wú)法滿足箱變散熱要求，因?yàn)榕潆娛业臏囟乳L(zhǎng)期較高，箱變內(nèi)外溫差較小，這時(shí)，散熱速度不及發(fā)熱速率，便導(dǎo)致了變壓器過熱。變壓器在高溫環(huán)境下，不僅加速了箱內(nèi)高壓電纜絕緣老化導(dǎo)致電纜終端頭絕緣開裂，絕緣性能大大降低，而且使溫控器內(nèi)部線路板因高溫顯示異常，時(shí)有報(bào)警及顯示故障，另外還加速測(cè)溫探頭引線熔斷，探頭頭氧化致使接觸電阻增大，超溫報(bào)警信號(hào)頻發(fā)。加裝臨時(shí)通風(fēng)散熱裝置、更換溫控器等運(yùn)行維護(hù)工作量巨大，并且絕緣過熱老化、壽命縮短埋下安全隱患。

2 原因分析

干式變壓器現(xiàn)有冷卻方式為其箱內(nèi)底部安裝6臺(tái)橫流風(fēng)機(jī)，由斜下至斜上將熱風(fēng)吹至變壓器箱壁槽孔，散至配電室內(nèi)，配電室內(nèi)裝設(shè)4臺(tái)7.5kW分體式空調(diào)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行降溫。箱璧槽孔間隙小，與外界散熱效果并不理想，散熱并不能形成與外界有效對(duì)流，致使空箱體空間內(nèi)持續(xù)維持高溫狀態(tài)。而箱式干式變輻射散熱需要配電室內(nèi)溫度相對(duì)較低，現(xiàn)實(shí)情況是由于室溫偏高，再加上工業(yè)空調(diào)出現(xiàn)故障，室溫也持續(xù)維持在高溫狀況。所以空冷變干式變溫度一直偏高難以降低。目前電廠用干式變均為箱式，即變壓器本體裝在獨(dú)立的金屬箱內(nèi)，僅靠底部6臺(tái)0.08kW的橫流風(fēng)機(jī)冷卻，在周圍環(huán)境溫度低，空氣流動(dòng)性好的情況下能保證器身溫度在合適范圍內(nèi)。但在環(huán)境溫度偏高，空氣流通不暢的空間，干式變器身溫度較高。箱璧槽孔間隙小，與外界散熱效果并不理想，散熱并不能形成與外界有效對(duì)流，致使空箱體空間內(nèi)持續(xù)維持高溫狀態(tài)。而箱式干式變輻射散熱需要配電室內(nèi)溫度相對(duì)較低，現(xiàn)實(shí)情況是由于室溫偏高，再加上工業(yè)空調(diào)出現(xiàn)故障，室溫也持續(xù)維持在高溫狀況。所以空冷變干式變溫度一直偏高難以降低。

3 處理方案

3.1 方案一：使用空調(diào)降溫

（1）時(shí)間：6個(gè)月。（2）費(fèi)用：51.8萬(wàn)度電量。（3）優(yōu)點(diǎn)：打開空調(diào)可迅速將空冷變配電室溫度降低，通過輻射散熱降低空冷變本體溫度，降溫效果好。（4）缺點(diǎn)：維修費(fèi)用大，日常維護(hù)量大，工業(yè)空調(diào)耗電量大，由于配電室墻體南北面下方開孔，空間不密閉，實(shí)際降溫并不理想。

3.2 方案二：空冷變風(fēng)道改造后軸流風(fēng)機(jī)開啟降溫

（1）時(shí)間：全年。（2）費(fèi)用：2.1萬(wàn)度電量。（3）優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約電量，降低能耗，節(jié)省維修費(fèi)用，箱式干式變溫度降低幅度滿足要求，降低了變壓器本體溫度，對(duì)流降溫效果優(yōu)良。（4）缺點(diǎn)：空冷變風(fēng)道改造需要工時(shí)、人工費(fèi)用、材料費(fèi)用。

顯而易見，改造空冷風(fēng)道加裝墻體橫流風(fēng)機(jī)后，較空調(diào)降溫有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）冷卻效果好，改造完畢后變壓器器身溫度由原來(lái)的110度下降到85度。（2）減少運(yùn)行維護(hù)工作量，提高設(shè)備安全可靠性。溫度降低后電纜絕緣老化減慢，電纜頭絕緣壽命延長(zhǎng)；溫控儀運(yùn)行正常，誤報(bào)故障率降低；測(cè)溫探頭引線老化、氧化緩慢，測(cè)控正常；不再需要加裝臨時(shí)通風(fēng)散熱裝置；空調(diào)拆除不再需要維護(hù)。（3）節(jié)約電能及維修費(fèi)用，首先，改造后的箱式干式變變壓器風(fēng)道加裝一臺(tái)0.3kW的軸流風(fēng)機(jī)，一年全部耗電量?jī)H為2.1萬(wàn)度。較空調(diào)節(jié)約49萬(wàn)度電量。其次，制冷壓縮機(jī)的維護(hù)及制冷劑的更換等采購(gòu)工時(shí)費(fèi)用開支更巨。16臺(tái)空調(diào)備件維護(hù)更換費(fèi)用和日常維護(hù)費(fèi)用每年費(fèi)用頗大。

4 實(shí)施

4.1 準(zhǔn)備材料

軸流風(fēng)機(jī)、鍍鋅鐵皮風(fēng)道、軟連接、方變圓、吊裝減震、防雨彎頭，防雨百葉，方形散流器，角鐵圓法蘭及安裝輔材。

4.2 結(jié)構(gòu)布局

（1）電源布置。軸流風(fēng)機(jī)電源整體運(yùn)用原配電室內(nèi)原工業(yè)空調(diào)380V電源。

（2）排風(fēng)風(fēng)管。在5、6、7、8號(hào)空冷PC配電室空冷變上方加裝軸流風(fēng)機(jī)和風(fēng)管，風(fēng)管下開口。每臺(tái)機(jī)組4臺(tái)配電柜尺寸相同，每2臺(tái)配電柜之間裝設(shè)一組風(fēng)管，兩組風(fēng)管分別居中布置。屋內(nèi)平面布置圖如圖1，通風(fēng)裝置局部俯視圖如圖2。

5 效果檢查

5.1 質(zhì)量控制檢查

改造后的空冷變箱式干式變，每周定期對(duì)其內(nèi)部鐵芯和繞組紅外測(cè)溫，同時(shí)觀察溫控器指示，與實(shí)測(cè)溫度是否出現(xiàn)偏差過大狀況。通過啟動(dòng)墻體安裝后的通風(fēng)風(fēng)機(jī)，皮體明顯發(fā)熱，通風(fēng)口處熱風(fēng)流動(dòng)，強(qiáng)行對(duì)流效果顯著，箱式干式變溫度較平常下降10-20℃之間。

5.2 總體目標(biāo)檢查

通過改造后的干式變不僅大大降低了測(cè)溫探頭燒損的概率，減少了溫控器顯示異常故障概率，節(jié)省了更換測(cè)溫探頭工作量；而且節(jié)省了增加額外臨時(shí)通風(fēng)設(shè)施，例如增加臨時(shí)軸流風(fēng)機(jī)對(duì)本體吹風(fēng)以期降溫；最后不用再打開箱式柜體柜門，降低人員誤觸電和小動(dòng)物進(jìn)入本體帶來(lái)的重大事故和設(shè)備損壞事件。

5.3 整體效果檢查

以7號(hào)機(jī)1號(hào)空冷變?yōu)橹?，空冷變溫控儀顯示較之前溫度下降了10～20℃。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)空冷變通風(fēng)風(fēng)道改造后，觀察一段運(yùn)行后大大降低了空冷變本體溫度，減輕了長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)行壓力，減少了空冷變測(cè)溫探頭及溫控儀顯示故障概率，較日?？照{(diào)降溫著實(shí)節(jié)能不少。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：武軍（1989-），男，助理工程師，工科學(xué)士，長(zhǎng)期從事變配電設(shè)備檢修工作。