楊平

摘要：本文通過分析一起主變溫升異常情況導(dǎo)致的主變降負荷運行的故障原因，并結(jié)合實例闡述了其通過對冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進，從而確保主變安全運行的方法。

關(guān)鍵詞：溫升異常;強油水冷裝置;換熱效率

變壓器在電力系統(tǒng)中的作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。發(fā)電廠發(fā)出的電能經(jīng)主變（升壓變壓器）升壓后，傳輸?shù)捷旊娋€路，最終提供給用戶用電，是供電線路中必不可少的重要一環(huán)。由于變壓器在電能輸送過程中，會產(chǎn)生一定的電能損耗，在電能損耗的熱效應(yīng)下，變壓器油溫逐漸上升，而受變壓器絕緣材料耐熱能力限制，變壓器油溫升一旦超過允許值，將極大縮短變壓器的使用壽命，危及設(shè)備運行安全。

一、故障情況

（一）故障經(jīng)過

20XX年X月X日，5號發(fā)電機帶負載105MUA，5號主變運行過程中油溫升至40℃，油水冷卻器自動投入2組，運行30分鐘后，油溫持續(xù)上升至50℃，油水冷卻器自動投入第3組，運行40分鐘后，油溫持續(xù)上升至60℃，溫度監(jiān)控裝置發(fā)油溫報警信號，運行值班人員按規(guī)程規(guī)定對主變采取降負荷處理措施，負載降至53MVA運行2小時后，油溫降至50℃維持平衡。

（二）檢查情況

現(xiàn)場檢查，自動流程按規(guī)定要求對冷卻器進行了分組投入，3臺冷卻器油泵均在正常運轉(zhuǎn)，現(xiàn)場測量電流電壓值顯示正常。檢查油路，水路閥門均正常開啟，技術(shù)供水水壓正常，油回路、水回路流量傳感器顯示介質(zhì)流動正常。對主變本體取油樣進行色譜分析，數(shù)據(jù)合格。測量環(huán)境溫度為32℃，冷卻器進口水溫20.3℃，冷卻器出口水溫21.3℃，冷卻器進口油溫57.6℃，冷卻器出口油溫56.9℃。

二、原因分析

（一）換熱效能值分析

經(jīng)過以上情況檢查，表明主變內(nèi)部無故障，油水回路無明顯的堵塞，油泵一次回路運轉(zhuǎn)正常，流程投入正常。而冷卻器進出水溫差1.1℃，冷卻器進出油溫差僅為0.7℃，表明問題出現(xiàn)在油水冷卻器的換熱效率上，26.4）=0.5530。查找5號主變近期運行狀態(tài)參數(shù)并計算效能值。（見表1）

據(jù)此做出5號主變冷卻器換熱效能與負載關(guān)系圖。

由此圖1看出主變冷卻器換熱效能隨主變負載降低略有升高，然而結(jié)合數(shù)據(jù)值比較，與出廠數(shù)據(jù)存在較大差異，對廠內(nèi)其他4臺主變冷卻器換熱效能情況進行調(diào)查，選取1-5號主變lOMW情況下數(shù)據(jù)一組進行比較：（見表2）

對比分析1-5號主變冷卻器效能值，5號主變冷卻器效能值下降嚴(yán)重，說明其內(nèi)部積垢情況嚴(yán)重。

（二）影響能效值因素分析

管路結(jié)構(gòu)：冷卻裝置腔內(nèi)冷卻水管路采用76根雙層管防滲漏波紋管，內(nèi)管為管徑φ18mm銅鎳合金管，外管為φ20mm銅鎳合金波紋管增大散熱面積，冷卻水經(jīng)技術(shù)供水通過冷卻器底部排沙裝置至進入主水室與油進行熱交換后上行至上水室，而上水室采用彎管聯(lián)通，造成管路易淤堵。

運行工況：該廠技術(shù)供水采用壩前取水方式，河流水泥沙雜質(zhì)較多。技術(shù)供水系統(tǒng)采用的ZLSG-500B型濾水器過濾精度為5mm，對泥沙處理效果不佳。非汛期自流方式供水情況下，水位落差8米，不計算水能損耗情況下，壓差僅為0.08Mpa，較設(shè)計水壓0.35MPa相比水壓嚴(yán)重不足，造成冷卻器上水室彎管處泥沙沉積淤堵。冷卻水內(nèi)含的淤泥經(jīng)長期運行在主水室內(nèi)水管管壁大量附著，泥沙的比熱率為1.5X10J/（kg·℃），水的比熱率為4.2X10J/（kg·℃）極大的影響了油水介質(zhì)的熱交換，散熱效果差。

三、采取措施

工作人員針對故障原因，采取相應(yīng)對策，提高冷卻器效能。

（一）改進上水室結(jié)構(gòu)

由于上水室與主水室獨立分開，內(nèi)部管路與油路不發(fā)生接觸，不參與熱交換，故對其改進，不會影響設(shè)備的安全狀況，改進方案可采用取消上水室彎管結(jié)構(gòu)，將其改為空腔結(jié)構(gòu)，消除了上水室管路淤堵的故障情況，同時降低了水能損耗，從而提高了冷卻裝置的熱交換效率。

（二）提升檢修清洗效率

通過取消上水室彎管結(jié)構(gòu)，將其改為空腔結(jié)構(gòu)后，工作人員對其結(jié)構(gòu)繼續(xù)改進將上水室頂部改為悶蓋設(shè)計，在采用物理壓力水清洗主水室水管路時，拆除上水室悶蓋后，上水室可作為遮擋清理污水裝置，讓清理后的泥沙水經(jīng)排水管路排出，保障了臨近帶電設(shè)備的安全運行。改進結(jié)構(gòu)后可實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)缺陷立即處置，而冷卻器無需停電停運，減少了主變降負荷運行的風(fēng)險。

四、結(jié)束語

對于使用強迫油循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的變壓器油溫異常升高情況，經(jīng)檢查分析內(nèi)部無故障的情況，通常首先考慮冷卻器是否存在故障，對于冷卻器內(nèi)部的積垢情況因加強對冷卻器油、水溫度的監(jiān)視，通過換熱效能計算分析，確定其內(nèi)部積垢情況是否嚴(yán)重，及時做好狀態(tài)檢修。

參考文獻：

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[2]GB/T30262-2013，空冷式熱交換器效率評價方法[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.