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        簡(jiǎn)述強(qiáng)油水冷變壓器冷卻器運(yùn)行及啟動(dòng)方式

        2021-12-23 05:51:08陳宇翔韓婉嬌
        農(nóng)村電氣化 2021年12期
        關(guān)鍵詞:接點(diǎn)冷卻系統(tǒng)冷卻器

        陳宇翔,韓婉嬌

        (國(guó)網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司,北京 海淀100142)

        1 強(qiáng)油水冷冷卻方式整體概述

        1.1 強(qiáng)油水冷變壓器冷卻器構(gòu)成

        強(qiáng)油水冷變壓器冷卻器構(gòu)成可主要分為2部分,油/水熱交換系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱油/水系統(tǒng))及水/氣熱交換系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱水/氣系統(tǒng))。其中油/水系統(tǒng)通常情況下布置于變壓器間,包含油泵(如圖1所示)、水泵(如圖2所示)、油流計(jì)(如圖3所示)、水流計(jì)、濾油器和油水交換器等;水/氣系統(tǒng)布置在地面層,主要為風(fēng)扇(如圖4所示)和補(bǔ)水裝置等。

        圖1 油泵

        圖2 水泵

        圖3 油流計(jì)

        圖4 風(fēng)扇

        1.2 冷卻工作原理

        首先利用油/水系統(tǒng),由油泵將變壓器上層熱油抽出,經(jīng)油水交換器后,熱量傳導(dǎo)給冷卻水,再經(jīng)變壓器下部回流至變壓器,繼續(xù)冷卻變壓器鐵芯和繞組。吸收熱量的冷卻水由水泵打壓經(jīng)管路升至地面層。后再由水/氣系統(tǒng)風(fēng)扇對(duì)水管路進(jìn)行降溫散熱,回流至水冷卻器,循環(huán)往復(fù)。補(bǔ)水裝置作用在于冷卻系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,水量因各種原因減少,補(bǔ)充冷卻水保障水量,從而持續(xù)散熱效果。

        1.3 運(yùn)行維護(hù)管理規(guī)定

        國(guó)網(wǎng)北京市電力公司《變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行通用規(guī)程》對(duì)強(qiáng)油水冷變壓器規(guī)定:

        變壓器頂層油溫報(bào)警溫度為80℃;

        變壓器頂層油溫溫度達(dá)80℃時(shí)應(yīng)上報(bào)調(diào)度;

        當(dāng)采取倒路措施后仍不能滿足要求達(dá)到85℃,應(yīng)再次上報(bào)調(diào)度;

        當(dāng)失去全部冷卻器時(shí),允許帶額定負(fù)載運(yùn)行20min,如果20min以后故障沒(méi)有消除,非電量保護(hù)動(dòng)作跳開變壓器各側(cè)開關(guān)。

        國(guó)網(wǎng)北京市電力公司《北京電網(wǎng)調(diào)度控制管理規(guī)定》對(duì)強(qiáng)油水冷變壓器規(guī)定:

        變壓器正常運(yùn)行時(shí),設(shè)備負(fù)載系數(shù)達(dá)到0.8時(shí),應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視,準(zhǔn)備采取控制負(fù)荷措施。設(shè)備負(fù)載系數(shù)達(dá)到1.0時(shí),負(fù)載繼續(xù)增長(zhǎng)且無(wú)下降趨勢(shì),應(yīng)立即采取措施;

        主變過(guò)負(fù)荷時(shí),強(qiáng)迫油循環(huán)水冷變壓器負(fù)載系數(shù)達(dá)到1.1時(shí),運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)1h,若負(fù)載系數(shù)超過(guò)1.1或運(yùn)行時(shí)間超過(guò)規(guī)定允許時(shí)間,則須采取拉路措施。

        1.4 強(qiáng)油水冷冷卻方式優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

        從理論上講,水的散熱效率比空氣高,相比于強(qiáng)油風(fēng)冷散出同樣的熱量所消耗的電能較少。而且對(duì)于地下變電站變壓器,利用此種冷卻方式,可將熱量散發(fā)至地面站外,避免熱量留存于地下站內(nèi)。

        但相比于其他冷卻方式,強(qiáng)油水冷冷卻設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜,成本高,冷卻器運(yùn)行中易發(fā)生故障,整體運(yùn)行維護(hù)工作量大。

        2 簡(jiǎn)述某變電站強(qiáng)油水冷系統(tǒng)啟動(dòng)方式

        2.1 主變冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        該站站內(nèi)地下運(yùn)行2臺(tái)額定220kV容量240MVA強(qiáng)油水冷變壓器,每臺(tái)變壓器冷卻系統(tǒng)包含3臺(tái)油泵、3臺(tái)水泵以及3組散熱器共54臺(tái)風(fēng)扇,油水系統(tǒng)控制柜安裝于地下主變間,水氣系統(tǒng)控制柜安裝于地上風(fēng)扇組圍欄內(nèi)。兩控制柜交流電源來(lái)自2臺(tái)站用變,帶油泵、水泵和風(fēng)扇,為控制柜提供1#電源、2#電源,箱內(nèi)電源可互投,直流電源帶控制及信號(hào)。下面以站內(nèi)1#變?yōu)槔?,進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。

        2.2 交流雙回路電源

        交流電源回路如圖5所示,回路中主要元件包括:QF21為Ⅰ段電源總空開;QF22為Ⅱ段電源總空開KMM21為Ⅰ段電源接觸器;KMM22為Ⅱ段電源接觸器;KV21為Ⅰ段電源監(jiān)視器;KV22為Ⅱ段電源監(jiān)視器;K21為Ⅰ段電源擴(kuò)展;K22為Ⅱ段電源擴(kuò)展;F2為Ⅰ段電源監(jiān)視空開;F22為Ⅱ段電源監(jiān)視空開;F2為Ⅰ段電源控制空開;F24為Ⅱ段電源控制空開。

        圖5 交流電源回路圖

        正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于Ⅰ工作、Ⅱ備用①②⑤⑥接點(diǎn)接通,QF21、QF22、F21、F22、F23 F24空開合著。此時(shí)KV21常開接點(diǎn)閉合,K21常開接點(diǎn)閉合,K21常閉接點(diǎn)打開。所以KMM22常閉接點(diǎn)閉合,KMM22常開節(jié)點(diǎn)打開。因此Ⅰ路電源導(dǎo)通,Ⅱ路電源不導(dǎo)通。

        若發(fā)生Ⅰ路電源失電時(shí),K21常閉接點(diǎn)閉合K22常開接點(diǎn)閉合,KMM21繼電器不帶電KMM21常閉接點(diǎn)閉合,得到KMM22繼電器帶電因此Ⅱ路電源導(dǎo)通,Ⅰ路電源不導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)Ⅱ路電源自動(dòng)投入。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于即Ⅱ工作、Ⅰ備用時(shí),同理可得相反結(jié)果。

        2.3 油/水冷卻系統(tǒng)電機(jī)回路原理圖

        水/氣冷卻系統(tǒng)電機(jī)回路如圖6所示,回路中主要元件包括:QF11為1組冷卻器空開;KM1為1組冷卻器接觸器;Q1為油泵1保護(hù)開關(guān);Q2為油泵2保護(hù)開關(guān)。

        圖6 水/氣冷卻系統(tǒng)電機(jī)回路圖1

        正常運(yùn)行時(shí)QF11-QF13、Q1-Q6空開合著,當(dāng)KM1-KM3繼電器帶電接點(diǎn)閉合相應(yīng)冷卻器即開始工作(每組包含1臺(tái)油泵、1臺(tái)水泵)。因此關(guān)注KM1-KM3繼電器,帶電即相應(yīng)冷卻器運(yùn)轉(zhuǎn)。

        2.4 油/水冷卻系統(tǒng)控制回路原理圖

        水/氣冷卻系統(tǒng)控制回路如圖7、圖8所示,水/氣冷卻系統(tǒng)控制回路主要元件包括:F5為直流電源空開;KZJ1為三側(cè)開關(guān)中間繼電器1;KZJ2為三側(cè)開關(guān)中間繼電器2;F8為1組冷卻器控制電源;F9為2組冷卻器控制電源;F10為3組冷卻器控制電源;F7為控制電源;KWJ為啟動(dòng)輔助冷卻器;K3為啟動(dòng)備用冷卻器;K3′為備用冷卻器投入故障輔助啟動(dòng);SA2為1組冷卻器控制轉(zhuǎn)換開關(guān);SA3為2組冷卻器控制轉(zhuǎn)換開關(guān);SA4為3組冷卻器控制轉(zhuǎn)換開關(guān);KBT1為1組冷卻器延時(shí)啟動(dòng);KBT2為2組冷卻器延時(shí)啟動(dòng);KBT3為3組冷卻器延時(shí)啟動(dòng);KM1為1組冷卻器接觸器;KM2為2組冷卻器接觸器;KM3為3組冷卻器接觸器;KT1為1組冷卻器故障延時(shí);KT2為2組冷卻器故障延時(shí);KT3為3組冷卻器故障延時(shí)。

        圖7 水/氣冷卻系統(tǒng)控制回路圖1

        圖8 水/氣冷卻系統(tǒng)控制回路圖2

        正常運(yùn)行時(shí),因主變220kV側(cè)三相和主變110kV側(cè)4個(gè)開關(guān)任一處于合位,KZJ1、KZJ2繼電器即不帶電,KZJ1、KZJ2常閉接點(diǎn)閉合。3組冷卻器對(duì)應(yīng)的3個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2-SA4位置,處于SA2工作SA3備用SA4輔助,F(xiàn)7-F10空開閉合。1組冷卻器無(wú)故障時(shí),KBT1繼電器不帶電,KBT1常閉接點(diǎn)閉合,因轉(zhuǎn)換開關(guān)處于工作位置,①②接點(diǎn)接通,KM1繼電器帶電,1組冷卻器運(yùn)轉(zhuǎn),2、3組冷卻器不運(yùn)轉(zhuǎn)。

        當(dāng)變壓器油溫達(dá)到60℃時(shí),OT2接點(diǎn)閉合,KWJ繼電器帶電,KWJ常開接點(diǎn)閉合,第3組冷卻器因轉(zhuǎn)換開關(guān)處于輔助位置③④接點(diǎn)接通,從而KM3繼電器帶電,3組冷卻器運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)油溫下降低于60℃時(shí),因KWJ常開接點(diǎn)已處于閉合位置且高于45℃接點(diǎn)閉合,所以第3組冷卻器不返回,形成自保持。只有當(dāng)油溫低于45℃時(shí),第3組冷卻器返回。

        當(dāng)工作冷卻器即1組冷卻器出現(xiàn)故障時(shí),KBT1繼電器帶電,KBT1常閉接點(diǎn)打開,KBT1常開接點(diǎn)閉合,KM1繼電器失電,1組冷卻器不工作。K3繼電器帶電,K3常開接點(diǎn)閉合,第2組備用冷卻器⑤⑥接點(diǎn)接通,此時(shí)備用冷卻器啟動(dòng)。

        2.5 水/氣冷卻系統(tǒng)電機(jī)回路原理圖

        水/氣冷卻系統(tǒng)電機(jī)回路如圖6所示,回路主要原件包括:QF14為1組散熱器電源空開;KM4為1組散熱器接觸器;QM01-01-QM03-18為各風(fēng)扇保護(hù)開關(guān)。

        正常運(yùn)行時(shí)QF01-01-QF03-18、QF14-QF16空開閉合,當(dāng)KM4-KM6繼電器帶電接點(diǎn)閉合相應(yīng)散熱器組即開始工作(每組散熱器包含18臺(tái)風(fēng)扇)。因此關(guān)注KM4-KM6繼電器,帶電即散熱器組運(yùn)轉(zhuǎn)。

        2.6 水/氣冷卻系統(tǒng)控制回路原理圖

        水/氣冷卻系統(tǒng)控制回路如圖9所示,水/氣冷卻系統(tǒng)控制回路主要原件包括:F12:輔助電源空開;KZJ1:三側(cè)開關(guān)中間繼電器1;KZJ2為三側(cè)開關(guān)中間繼電器2;F13為1組散熱器控制電源F14為2組散熱器控制電源;F15為3組散熱器控制電源;KA13為輔助1啟停;KA14為輔助2啟停K4為風(fēng)機(jī)故障繼電器;SA5為1組散熱器控制轉(zhuǎn)換開關(guān);SA6為2組散熱器控制轉(zhuǎn)換開關(guān);SA7為3組散熱器控制轉(zhuǎn)換開關(guān)。

        圖9 水/氣冷卻系統(tǒng)控制回路圖3

        正常運(yùn)行時(shí),因主變220kV側(cè)三相和主變110kV側(cè)4個(gè)開關(guān)任一處于合位,KZJ1繼電器即不帶電,KZJ1常閉接點(diǎn)閉合。

        如圖10所示,當(dāng)交流電源兩路全部失電KMM21、KMM22繼電器無(wú)電,KMM21、KMM2常閉接點(diǎn)閉合,信號(hào)發(fā)出。當(dāng)3組冷卻器空開QF11、QF12、QF13全部處于分位,相應(yīng)常閉接點(diǎn)閉合,信號(hào)發(fā)出。當(dāng)3組油流KA1、KA4、KA7全部停止且控制電源空開F7故障跳開,相應(yīng)常閉接點(diǎn)閉合,信號(hào)發(fā)出。當(dāng)3組油流表KA1、KA4、KA7全部停止且KWJ啟動(dòng)輔助冷卻器繼電器帶電且K3啟動(dòng)備用冷卻器繼電器帶電,相應(yīng)接點(diǎn)閉合,信號(hào)發(fā)出。

        圖10 冷卻器全停信號(hào)原理圖

        針對(duì)冷卻器全停信號(hào),按《北京電網(wǎng)調(diào)度控制管理規(guī)定》:當(dāng)失去全部冷卻器時(shí),允許帶額定負(fù)荷運(yùn)行20min。運(yùn)維人員應(yīng)熟練掌握信號(hào)發(fā)出可能原因,遇突發(fā)情況快速上報(bào)并到場(chǎng)處理,根據(jù)調(diào)度令投退“冷卻器全停跳閘”壓板,并且處理過(guò)程中持續(xù)關(guān)注主變油溫及負(fù)荷。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        強(qiáng)油水冷冷卻系統(tǒng)的投入使用,解決了地下變電站變壓器的散熱問(wèn)題,促進(jìn)了變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),運(yùn)維人員應(yīng)熟練掌握冷卻系統(tǒng)運(yùn)行原理,加強(qiáng)日常巡視工作,遇有異常情況應(yīng)及時(shí)處置。

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