張文祥，鄒 娟

（青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000）

如果大型電力變壓器在工作中發(fā)生故障而不進(jìn)行及時(shí)地處理，不僅會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常工作，而且會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失。大型電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果不對(duì)變壓器進(jìn)行及時(shí)地的降溫，將會(huì)導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障，從而會(huì)發(fā)生安全事故。大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)的主要功能是將變壓器產(chǎn)生的熱量交換到外界，降低變壓器自身的溫度，由此可見(jiàn)變壓器冷卻系統(tǒng)的重要性，所以對(duì)變壓器冷卻系統(tǒng)的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析就顯得尤為重要[1]。

1 大型電力變壓器常見(jiàn)的故障

大型電力變壓器常見(jiàn)的故障類型有很多，根據(jù)它們發(fā)生故障時(shí)的現(xiàn)象可以分為五大種，分別是變壓器內(nèi)部異常聲響、變壓器油位過(guò)高或過(guò)低、油位突然升高、變壓器終罩螺旋過(guò)熱以及冷卻器全停。如果大型電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出異常聲響，或者變壓器發(fā)生的聲音過(guò)大，那么就可以判斷電壓器發(fā)生了故障。電壓器的負(fù)荷過(guò)大、內(nèi)部接觸不良、電壓器內(nèi)部有的地方被擊穿、電網(wǎng)中有接地故障或斷路故障、電壓器鐵芯諧振、電壓器原邊電壓過(guò)高等都會(huì)導(dǎo)致變壓器內(nèi)部發(fā)生異常聲響。如果變壓器長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行、周圍環(huán)境的溫度過(guò)高，或者冷卻器發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致變壓器油位過(guò)高。如果變壓器周圍環(huán)境過(guò)低，或者發(fā)生漏油現(xiàn)象，那么將會(huì)油位過(guò)低。油位突然升高的原因有很多，比如變壓器繞組匝間斷路或?qū)娱g斷路、變壓器的開(kāi)關(guān)接觸不良、變壓器鐵芯片間絕緣損壞、變壓器符合過(guò)大、冷卻器故障等。變壓器終罩螺旋過(guò)熱是一項(xiàng)十分嚴(yán)重的故障，如果不及時(shí)地進(jìn)維修，那么將會(huì)導(dǎo)致變壓器油箱漏油，以至于工作人員不得不停電進(jìn)行維修，導(dǎo)致變壓器終罩螺旋過(guò)熱的主要原因有螺栓安裝不緊和泄放電流過(guò)大。冷卻器是變壓器正常運(yùn)行的重要保障，如果冷卻器全停，那么將會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致冷卻器全停的主要原因有冷卻器控制柜密封不好、沒(méi)有完善的設(shè)備定期輪換制度等等。

通過(guò)對(duì)大型電力變壓器常見(jiàn)的故障的分析，我們可以看出冷卻器是電力變壓器的重要組成部分，并且對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著直接影響，但是冷卻系統(tǒng)是導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障的一個(gè)重要原因，下面將主要探討大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)常見(jiàn)故障。

2 大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)的概念

大型電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生能量損耗，因此會(huì)釋放大量的熱量，而冷卻系統(tǒng)的主要作用是將變壓器產(chǎn)生的熱量與外界進(jìn)行交換，從而降低變壓器的問(wèn)題，保證變壓器的正常運(yùn)行。由于制冷方式的不同，電壓器常?？梢苑譃槿N工作模式，第一種是油浸制冷方式，該方式?jīng)]有攜帶制冷設(shè)備，它的工作原理是和外界空氣進(jìn)行熱量換而實(shí)現(xiàn)降溫。第二種工作模式是油浸風(fēng)制冷模式，該模式攜帶特殊的制冷設(shè)備，通過(guò)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)給變壓器降溫，這就像我們夏天用的電風(fēng)扇一樣。第三種工作模式比較特殊，它是利用油的循環(huán)進(jìn)行降溫，如果那里溫度高，油就會(huì)被抽出，然后運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢茫禍赝瓿芍?，再把油運(yùn)輸?shù)接拖鋄2]。

3 大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)常見(jiàn)的故障

冷卻系統(tǒng)是大型電力變壓器的重要組成部分，隨著變壓器的使用年限的增長(zhǎng)以及工作人員在日常工作隊(duì)檢修變壓器工作疏忽，變壓器發(fā)生故障的頻率也會(huì)增大。冷卻系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)使得變壓器的溫度升高，從而使得變壓器出現(xiàn)故障，甚至?xí)l(fā)生安全事故，導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)無(wú)法起到制冷作用的原因有很多，首先，繞組熱量超高會(huì)產(chǎn)生變壓器過(guò)熱的現(xiàn)象。繞組熱量過(guò)高的原因有很多，比如絕緣的外部受熱量的影響會(huì)變松動(dòng)，疏油的管道如果在使用過(guò)程中發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)無(wú)法制冷、匝絕緣如果不能得到制冷，那么它將會(huì)提前變質(zhì)，最終脫落，另外繞組自身的質(zhì)量不過(guò)關(guān)也是繞組熱量過(guò)高的原因。其次，如果開(kāi)關(guān)接觸不良，電路無(wú)法正常工作或者引線斷裂、不能正常分流，都會(huì)導(dǎo)致大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)熱的現(xiàn)象。第三，冷卻系統(tǒng)安裝的風(fēng)扇制冷器不能正常工作、風(fēng)扇制冷器的風(fēng)扇不轉(zhuǎn)、反向轉(zhuǎn)動(dòng)或者硅膠脫落，硅膠進(jìn)入油箱而致使油無(wú)法正常流動(dòng)等都會(huì)引起變壓器過(guò)熱。冷卻系統(tǒng)自身出現(xiàn)故障的原因有很多，首先，可能是冷卻系統(tǒng)的密封質(zhì)量不過(guò)關(guān)，出現(xiàn)輕瓦斯的保護(hù)，以至于導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)無(wú)法和外界進(jìn)行熱量交換，以至于變壓器會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱的現(xiàn)象。其次就是冷卻系統(tǒng)內(nèi)部的主要組成部分出現(xiàn)故障，比如控制箱體或者冷卻器發(fā)生堵塞現(xiàn)象，如果冷卻系統(tǒng)的控制箱體或者冷卻器發(fā)生堵塞，就會(huì)導(dǎo)致油無(wú)法在冷卻系統(tǒng)內(nèi)正常循環(huán)，從而無(wú)法起到冷卻的作用。最后就是潛油泵出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)無(wú)法正常工作，并且潛油泵出現(xiàn)故障也是經(jīng)常遇到的問(wèn)題[3]。

4 大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)

4.1 冷卻系統(tǒng)硬件改進(jìn)

在對(duì)冷卻系統(tǒng)硬件的改進(jìn)過(guò)程中，我們可以根據(jù)冷熱系統(tǒng)的工作原理以及經(jīng)常發(fā)生故障的原因設(shè)計(jì)一個(gè)油溫度檢測(cè)模塊。油溫度檢測(cè)模塊的主要作用是檢測(cè)變壓器正常工作中油的問(wèn)題，并且也會(huì)給油的正常溫度設(shè)置一個(gè)指標(biāo)，如果檢測(cè)出的油的溫度高于正常指標(biāo)，那么就必須對(duì)其進(jìn)行制冷，如果檢測(cè)出的油的溫度低于正常指標(biāo)，那么冷卻系統(tǒng)停止工作。在了冷卻系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)油溫度檢測(cè)模塊不僅可以節(jié)約能源，而且可以延長(zhǎng)變壓器的使用年限。另外，我們也可以采用分組的思想，對(duì)不同的油溫采用不同的投入冷卻模式。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)控制報(bào)警，而且可以采集設(shè)備的數(shù)據(jù)，從而幫助工作人員判斷電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)是否良好。

4.2 溫度采集舉例

如果變壓器的工作模式是利用風(fēng)扇進(jìn)行冷卻，那么我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)溫度采集和溫度處理模塊，第一步要做的是采集上層油溫。采集上層油溫這個(gè)過(guò)程通常需要利用溫度控制器來(lái)完成，溫度控制器由三部分組成，分別是鉑電極、傳感器以及變送器，它的主要作用是將溫度控制器采集到的溫度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并且根據(jù)電壓信號(hào)判斷是否需要進(jìn)行冷卻。從變壓器的安裝位置上考慮應(yīng)該設(shè)置一定距離，但是設(shè)置的距離也不能過(guò)大，否則將會(huì)由于電流信號(hào)偏弱而導(dǎo)致無(wú)法正常工作。

4.3 潛油泵的改進(jìn)

通過(guò)我們對(duì)阻力的計(jì)算，我們可以發(fā)生改造前后主變到集中支架之間的管道油流量為每小時(shí)80立方米，并且改造前的管道阻力大約為11.5千帕，改造后的管道阻力大約為5.6千帕。通過(guò)對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，改造前的管道阻力要比改造后的阻力大很大，而這一現(xiàn)象的主要原因是因?yàn)楣艿老到y(tǒng)中存在著兩個(gè)直角彎管。根據(jù)阻力特性曲線我們可以得出，使用6PB135—4.5/2.2V油泵時(shí)，油流量為沒(méi)小時(shí)85.8立方米，使用6PB135—4.6/3V油泵時(shí)，油流量為沒(méi)小時(shí)99.1立方米，我們發(fā)現(xiàn)6PB135—4.5/2.2V油泵的油流量比較低，如果考慮內(nèi)部阻力，它會(huì)更低，因此不能很好地起到制冷效果，而6PB135—4.6/3V油泵才能更好的起到制冷效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，冷卻系統(tǒng)的正常工作是變壓器以及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，為了防止冷卻系統(tǒng)因使用年限過(guò)程而經(jīng)常發(fā)生故障，我們必須對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)上的改進(jìn)，比如冷卻系統(tǒng)硬件改進(jìn)、溫度采集舉例等，并且相關(guān)人員也要做好對(duì)變壓器的日常檢修工作，只有這樣才能真正提高冷卻系統(tǒng)的性能。