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        基于箱式空冷變冷卻效果改造通風風道

        2016-12-31 00:00:00武軍
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年27期

        摘 要:托電公司5-8號機機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)對空冷PC配電室墻體與空冷變本體進行通風風道改造,加強箱式空冷變內(nèi)部空氣流通,達到降低空冷變運行溫度的效果,減少相應(yīng)的運行成本。

        關(guān)鍵詞:空冷變;風道改造;空氣流通;降溫;運行成本

        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,空冷風機變頻器柜40個,4臺空冷變和2臺空冷備用變。在夏季溫度升高時,配電室內(nèi)過高的溫度會增加變配電設(shè)備的故障發(fā)生概率。由于原配電室內(nèi)4臺工業(yè)空調(diào)已經(jīng)不能正常工作,空調(diào)的維護和更換費用較高,且不利于節(jié)能環(huán)保,所以現(xiàn)對空冷PC配電室進行通風風道改造,利用增加軸流風機和給風孔,加強箱式空冷變本體空氣流通,起到降低干式變溫度的作用,減少運行成本。

        1 背景

        托電公司5-8號機每間空冷配電室均有4臺工作空冷變和2臺備用空冷變??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、機械強度高、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為F級,溫升限值為100K,最熱點溫度為155℃。

        1.2 現(xiàn)場背景

        托電公司5-8號600MW火電機組采用空冷為主水冷為輔的水冷卻方式,每單臺機組空冷島包括56臺空冷風機,夏季大負荷加上環(huán)境氣溫較高時,為滿足機組真空度要求,使56臺空冷風機轉(zhuǎn)速提高增強散熱,便通過低壓變頻器使其以53-55HZ超頻運行,超頻運行方式下,風機耗功會平均增加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、開關(guān)等熱耗均會增加。常見箱式干變的散熱方式多為底部離心風機向器身吹風,迫使器身熱量流動,然后散至箱體網(wǎng)孔,或于箱殼頂部安裝軸流風機將箱內(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,這樣氣流帶動熱量才可以實現(xiàn)交換和消散,且溫差越大散熱效果越好。當箱變由于負荷原因熱耗較高,且位于配電室內(nèi),上述兩種散熱方式已經(jīng)無法滿足箱變散熱要求,因為配電室的溫度長期較高,箱變內(nèi)外溫差較小,這時,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,時有報警及顯示故障,另外還加速測溫探頭引線熔斷,探頭頭氧化致使接觸電阻增大,超溫報警信號頻發(fā)。加裝臨時通風散熱裝置、更換溫控器等運行維護工作量巨大,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臺橫流風機,由斜下至斜上將熱風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7.5kW分體式空調(diào)對室內(nèi)進行降溫。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)溫度相對較低,現(xiàn)實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立的金屬箱內(nèi),僅靠底部6臺0.08kW的橫流風機冷卻,在周圍環(huán)境溫度低,空氣流動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)溫度相對較低,現(xiàn)實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)時間:6個月。(2)費用:51.8萬度電量。(3)優(yōu)點: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:維修費用大,日常維護量大,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,實際降溫并不理想。

        3.2 方案二:空冷變風道改造后軸流風機開啟降溫

        (1)時間:全年。(2)費用:2.1萬度電量。(3)優(yōu)點:節(jié)約電量,降低能耗,節(jié)省維修費用,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,對流降溫效果優(yōu)良。(4)缺點:空冷變風道改造需要工時、人工費用、材料費用。

        顯而易見,改造空冷風道加裝墻體橫流風機后,較空調(diào)降溫有如下優(yōu)點:

        (1)冷卻效果好,改造完畢后變壓器器身溫度由原來的110度下降到85度。(2)減少運行維護工作量,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;溫控儀運行正常,誤報故障率降低;測溫探頭引線老化、氧化緩慢,測控正常;不再需要加裝臨時通風散熱裝置;空調(diào)拆除不再需要維護。(3)節(jié)約電能及維修費用,首先,改造后的箱式干式變變壓器風道加裝一臺0.3kW的軸流風機,一年全部耗電量僅為2.1萬度。較空調(diào)節(jié)約49萬度電量。其次,制冷壓縮機的維護及制冷劑的更換等采購工時費用開支更巨。16臺空調(diào)備件維護更換費用和日常維護費用每年費用頗大。

        4 實施

        4.1 準備材料

        軸流風機、鍍鋅鐵皮風道、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。軸流風機電源整體運用原配電室內(nèi)原工業(yè)空調(diào)380V電源。

        (2)排風風管。在5、6、7、8號空冷PC配電室空冷變上方加裝軸流風機和風管,風管下開口。每臺機組4臺配電柜尺寸相同,每2臺配電柜之間裝設(shè)一組風管,兩組風管分別居中布置。屋內(nèi)平面布置圖如圖1,通風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,每周定期對其內(nèi)部鐵芯和繞組紅外測溫,同時觀察溫控器指示,與實測溫度是否出現(xiàn)偏差過大狀況。通過啟動墻體安裝后的通風風機,皮體明顯發(fā)熱,通風口處熱風流動,強行對流效果顯著,箱式干式變溫度較平常下降10-20℃之間。

        5.2 總體目標檢查

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

        5.3 整體效果檢查

        以7號機1號空冷變?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

        通過對空冷變通風風道改造后,觀察一段運行后大大降低了空冷變本體溫度,減輕了長時間高溫運行壓力,減少了空冷變測溫探頭及溫控儀顯示故障概率,較日??照{(diào)降溫著實節(jié)能不少。

        參考文獻

        [1]中華人民共和國國家標準.干式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求[S].

        [2]金曼克.山東金曼克干式變設(shè)備說明書[Z].

        作者簡介:武軍(1989-),男,助理工程師,工科學士,長期從事變配電設(shè)備檢修工作。

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