变压器用绕温度计的误差分析
变压器绕组温度异常原因及诊断方法

变压器绕组温度异常原因及诊断方法摘要:变压器是电力系统中的重要组成部分之一,广泛应用于电力系统中。
而绕组温度直接决定变压器的使用寿命,所以为了保障变压器运行安全可靠,延长变压器的使用寿命,研究变压器绕组温度异常原因及诊断方法具有十分重要的意义。
关键词:变压器绕组;温度异常原因;诊断方法电力变压器是电力系统中最为重要的电气设备之一,其运行状况对电力系统安全可靠运行关系极大。
在电力变压器的主要机构中,绕组是非常重要的组成部分。
因绕组超温运行,导致绝缘老化,电力变压器绕组击穿、烧毁事故有相当大比例。
某变电站发生过一起变器烧毁的严重故障,故障后检查变压器发现变压器绕组已经击穿、严重烧毁,故障的原因是变器绕组某一点出现异常高温(可能有毛刺或者其他缺陷),这种异常的绕组高温逐渐积聚,导致烧穿绝缘,最终引发变压器故障。
1变压器绕组温度异常原因1.1内部故障引起温度异常变压器内部故障如匝间短路或层间短路,线圈对围屏放电,内部引线接头发热,铁芯多点接地使祸流增大过热,零序不平衡电流等漏磁通与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器绕组温度异常时,还将伴随着瓦斯或差动保护动作,故障严重时还可能使防爆管或压力释放阀喷油,这时变器应停用检查。
1.2冷却器不正常运行引起温度异常冷却器不正常运行或发生故障如潜油泵停运,风扇损坏,散热管道积祐,冷却效率不良,散热器阀门没有打幵等原因引起变压器绕组温度异常。
应及时对冷却系统进行维护和冲洗或投入备用冷却器,否则就要调整变压器的负荷。
1.3温度指示器有误差或指示失灵温度表的故障主要是远传温度表的显示数据,与标准数据相比较误差很大,造成远传温度表指针不能正确指示、计算机终端不能正确显示主变压器实际温度,给变压器安全运行造成运行隐患。
变压器温度表的故障主要表现在:装置故障和人为故障两个方面。
装置故障方面表现在装置及设备本身存在各种各样的误差,综合误差导致超过允许范围,形成故障。
可以表现在PT100销电阻随温度变化的非线性对应关系,导致简单的计算公式失效,显示器以及计算机显示不准确,存在装置故障。
变压器用绕组温度计的误差分析

变压器用绕组温度计的误差分析一.概述随着对变压器运行安全要求的不断提高,绕组温度计(以下简称温度计)作为一种运行监护元件已愈来愈广泛地应用在变压器产品上。
虽然一般温度计的使用说明中指出:“温度计内电热元件温度的增加正比于绕组与油箱顶部(油面)温度之差的增加”。
严格来说,这一说法是不确切的.因为对不同结构的变压器绕组,虽然可使电热元件内流过的电流与统组负载电流成正比,但由于电热元件与绕组的冷却条件不可能完全相同,这就使得相同的电流变化却不一定在统组和电热元件内引起相同的温度变化,换句话说,在某些情况下,温度计显示的温度可能是“虚假”的.因而有必要对温度计应用的实际情况作一分析.二.绕组温度计的工作原理统组温度计是利用“热模拟”(thermalimage)原理间接测量统组热点温度的,其主要组成部分如图1所示.温度计的主要组成部分:温包、测量波纹管及连接二者的毛细管,组成反映变压器顶层油温的测量系统;电流互感器、电流匹配器及电热元件,组成反映绕组负载电流变化的热模拟部分以及用于补偿环境温度的补偿波纹管.测量系统中注满一种体积随温度变化的液体,将该系统中的温包置于油箱顶部,以感应变压器顶层油温,顶层油温的变化,引起测量系统中液体的胀缩,导致测量波纹管的位移。
由电流互感器取得的与负载电流成正比的电流Ip经电流匹配器调整后,Ip变化为Is,加到测量波纹管内的电热元件上,该电流在电热元件上所产生的热量,使测量波纹管在原有位移的基础上产生一相应的位移增量,加大后的位移量经机械放大带动指针转动,从而在仪表上显示出对应负载电流的统组温度.若通过电热元件的电流Is所产生的热量,使测量波纹管位移变化所带来的温度增量近似等于被测绕组热点温度对变压器顶层油温(即温包放置处油温)之差,则绕组温度计所显示的温度就反映了绕组的热点温度.图2三.绕组温度计的误差分析在变压器的热计算完成以后,需要确定温度计的基准工作点,即所谓“整定”,它是以一定的绕组负载电流为基准,选取电流互感器电流比及电流匹配器系数,使基准状态下的温度计温度等于绕组的热点温度.设统组在某一基准电流Iw下的平均温升为Twa,相应油平均温升为Toa。
变电站变压器绕组温度测量异常的分析及处理方法研究

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2 变电站变压器测温系统简介
综 自站主变测温系统结构和原理 图1 B WR 一 0 4 绕 组温控器 . ’ D C2 4 V 电源和计 算机接线示意 图
变电站主变测温系统是 由本体温包 、 毛细管 、 温度表 、 温 度变送器 3 测 温 系统 测 量 误 差 分 析
要 意 义
1 工 作 原 理
变压器用绕组温度控制器 f 以下简称绕组温控 器1 是专 为油浸式 电力 变压器设计 的 . 采 用“ 热模 拟” 方法 间接测量变压器绕组温度 的专用仪表 变压器 绕组温度 T 1 为变 压器顶 层油温 T 2 与绕组 对油 的温 升 △T之和 即 T l = + △T 绕 组对油 的温 升 △T 决定 于变压器绕组 电流 .电流互感 器二次侧 电流 正 比于绕组 电流 .绕 组温控器工作原理是通过 电流互 感器取 出与负荷成正 比的电流 . 经变流器调整后 . 输入 到绕组温控器 弹性元件 内的电热元件 .电热元件产 生 的热量使弹性元件产 生一个附加位移 .从而产生一个 比油温高一个温差 的温度 指示值 绕组温控器就是用 这种间接的方法得到绕组温度的平均指示值
S c i e n c e& Te c h n o l o g y Vi s i o n
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
变电 站 变 压器 绕 组 温度 测 量 异常 的 分 析 及处 理方 法 研究
王ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ峰
( 吴忠天能电力有限公 司 送变电工程分公 司, 宁夏 吴忠 7 5 1 1 0 0 )
0 引 言
电力变压器是输变 电系统 中的主要设备 .而绕组 温度 直接决 定着变压器 的使用寿命 对于油浸式 电力 变压器 . 在额定热点 温度基础上f 对 于绝缘 A级的变压 器. 环境 温度为 2 0 ℃时 。 绕组热点温度额 定位为 9 5 ℃) , 每增加 6  ̄ C . 变 压器热 寿命减 少一半 . 反 之则增加一倍 。 由此 可知 . 准确 测量变 压器绕组 的温度 十分重要 由于 直接测量绕组 温度 在绝缘处理上有很大难 度 . 所以 . 目 前 国内外一 般都采用 “ 热模拟 ”原理 间接测量绕组温 度。 绕组温度与变压器 的负荷 、 环境温度 、 结构 、 冷卸方 式及投入组数等有关 . 是一个多元非线性 函数关系 , 对 绕组温度计进 行误 差分析 .对其正确使用 维护有着重
一例主变测温装置误差分析处理及建议

主变本体测温探头R 1R 2R 3温度转换器4-20mA 0-160℃2nC182nC171号主变2n 测控装置C01C02C03C04C17C18C19C200-5V 直流电压-20-160℃后台显示图1测温回路原理图表2主变测温装置的构成设备名称型号编号生产厂家油面温度计MESSKO 020337286浙江科宏仪器仪表有限公司温度转换器G420203562853浙江科宏仪器仪表有限公司测控装置NSA3101206584233南京电研电力自动化有限公司一例主变测温装置误差分析处理及建议徐开颜(金华电业局,浙江金华321001)1前言主变顶层油温作为主变运行状况的一个重要指标,特别是变压器运行在高温、高负载时关系到主变的安全运行,因此主变测温装置的故障受到主管部门的重视。
由于测温装置涉及环节较多,影响主变顶层油温测量误差的因素也较多,其中任一环节出现故障,都将造成测量结果失真。
2缺陷2009年5月10日,110kV 变电所1号主变检修,用CST6002便携式温度校验设备对1号主变测温装置进行校验工作,在校验中测得的具体数据如表1所示。
从表1中可看出,本体温度显示值与后台显示温度相差悬殊,在80℃时达到了9.6℃之多,同时在后台的数据反映跳动的数据不正确且不稳定。
从输出电流值和测控装置输出电压值上找不出规律。
3原理分析主变测温装置主要由复合传感器、温度传感器、油面温度显示器、温度测控装置(变送器)、后台转换器及监控中心机等组成。
复合传感器主要是将主变上层油温转化为铂电阻信号或电压、电流信号,传送至温度变送器或温度测控单元,经过换算成直流0V~5V 电压输出给后台及监控中心,后台及监控中心再根据0V~5V 的电压,按相应的计算公式换算成与之相对应的温度值,实现温度量的传递过程。
油面温度显示器则直接由温度传感器把温度信号传给指针式温度计,读取温度。
其还内置故障报警、超温报警和超温跳闸等多个信号节点。
图1为永康1号主变的测温回路原理图。
专题68 探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题68探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用导练目标导练内容目标1探究变压器原副线圈电压与匝数关系目标2利用传感器制作简单的自动控制装置【知识导学与典例导练】一、探究变压器原副线圈电压与匝数关系(一)实验目的探究变压器原线圈电压一定时,副线圈电压与线圈匝数的定量关系。
(二)实验原理1.实验电路图2.实验方法:采用控制变量法。
(1)n1一定,研究n2和U2的关系。
(2)n2一定,研究n1和U2的关系。
(三)实验器材学生电源(低压交流,小于12V)1个、可拆变压器1个、多用电表(交流电压挡)1个、导线若干。
(四)实验步骤1.保持原线圈的匝数n1和电压U1不变,改变副线圈的匝数n2,研究n2对副线圈电压U2的影响。
2.保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变,研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。
(五)误差分析1.由于漏磁,通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。
2.原、副线圈有电阻,原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损),造成误差。
3.铁芯中有磁损耗,产生涡流,造成误差。
(六)注意事项1.要事先推测副线圈两端电压的可能值。
2.为了人身安全,只能使用低压交流电压,所用电压不要超过12V,即使这样,通电时不要用手接触裸露的导线、接线柱。
3.为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡测试,大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。
4.连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查,然后请老师确认,之后才能接通电源。
【例1】某实验小组用如图所示电路探究“变压器的电压与匝数的关系”,图中变压器为可拆变压器。
实验提供的器材有A .多节干电池B .学生电源C .直流电压表D .多用电表(1)电源应选______,测量电压应选______;(均选填字母代号)(2)若用匝数1100N =匝和2200N =匝的变压器做实验,在原线圈1N 的两端分别加上2V 、4V 、6V 和8V 的电压,测量出副线圈两端的相应的电压,记录在下面的表格中。
变压器直流电阻测量结果不确定度评定

绕组实际温度值的误差引起的不确定度分量 。 分析不确定度的性 质可知, ) 采用不确定 度的 A类评定 , R ) ( , ) 和 ) 采用不确定度
的 B类评 定 。
依 据 J/ 0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 0 6《 BT5 120 电力变 压器试 验 导则 》
第 1.条 , 0 4 所选用直流 电阻测试仪 的精 确度应不 低于 02 . 级, Y 4 D型变压器直流电阻测试仪 , JR0 测 量仪器为精度 0 级 , . 2 被测对象为一 台三相油浸式 电力变压器。测试过程由单片机控制仪器操作 , 根
1 测 量 方 法
依据 J 0220 回路电 阻测试 仪 、 J 5-09《 G1 直阻仪 》 , 环 境条 件 温度 为 2 ℃ ± ℃ , 3 5 相对 湿度 40~5 H 007%R 7
状态下进行测量。试验依据 G 9—96 电力变压 B1 4 19 ( 0 器 总则》 1 条试验程序进行。 第 0
偏差 。
由于变压器有单相和三相之分 , 以, 所 直流 电 阻 测 量 分 为 单 相 测 量 和 三 相 测 量 。 本 文 参 照 JF J
15 —9 9 测量不确定度评定与表示》 09 19 《 等标准对三
相变压器 的直流电阻测量结果 的不确定度进行 了 分 析和评 定 。
3 不确定 度来源分析
匀分布, 取包含因子 足 3故 =√ ,
) 0 00 / 3 2 9 0 Q : . 0 5 √ . ×1 0 Q= 8 自由度 v ) 5 =0 43 测 量重 复 性 引起 的 不确定 度 ( 的评定 . ) sP ) O F1 0 0 型变压器高压额定分接 A o绕 _ 组直 流电阻直约为 0 Q, . 在重复l条件下, 1 生 连续测量 1 O 次( 每次测量重新接线 ) , 得到的测量列如下:. 71、 0 02 1 2
变压器温度计室外与远方显示误差较大原因分析和改进

1 设备 状况
近几年 ,随着变 电站综 自改造,温度计室 内、外指示不正确的情况 每年都要发生几次 , 严重影响调度、运行值班人员对 变压器 的运行状况 的正确判 断。两表偏差超标直接影响非 电量保护正确动作 ,不利于变压
器 安 全运 行 。
2 原因 分析 通过对全局变电站变压器温度计维护 、统计发现
变压器温度控制器 主要 由弹性元 件 、毛细管 、温包和微动 开关组 成 。当温包 受热时 ,温包 内感温介质受膨胀所产生的体积增量 ,通过毛 细管传递到弹性元件 』 ,使弹性元件产生一个位移 ,这个位移经放大后 二 指示 出被测温度并带动微动 开关工作 ,从 而控 制冷却系统 的投 入或退
过 的一些教学模 式 ,分析 每种模式 的优 缺点 。
关键 词 工 程综合训练 ;教学模式 ;项 目;创 新 中图 分类 号 G 4 文 献标 识码 A 文章 编 号 17 —6 1( 1)1- l一 l 639 7一2 0i 叭 6 O 0 1
创新是一个民族进步的灵魂 ,是 国家兴旺发达 的不竭的动力 。顺应 新世纪工程教育的新形势 , 本着改革创新的精神 ,我校工程训练 中心从 2 0 年秋季学期开始 ,在全 国高校 中较早设立工程综合训练课 。课程的 04 目的和任务是 :综合运用所 学的基础知识和操作技能 ,进一步加强学生 实践 能力 ,促进多学科技 术交叉融合 ,使 学生熟悉和掌握项 目 发程 研 序 ,体验产 品研发过程 ; 激发学生潜能 ,培养创新意识和创新能力 ;提 高学生 自主学 习和独立工作 能力 ;增强学生健康 的心理素质和团队协作
出。
变压器上的温度控制指示器是用来测量和控制变压器油温 的,并通 过远传向调度 、运行值班人员反映变压器的运行状况 ,且在油温高于设 定值时 自动投入冷却系统 , 来改善变压器运行工况 ,在电力 系统 中运用 相 当广泛 。
变压器套管介质损耗因数tanδ试验误差分析与控制

一、对变压器套管进行介质损耗因数tanδ测量的意义在电压的作用下,电介质会产生一定的能量损耗,我们把这部分损耗称为介质损耗或者介质损失,通过测量介质损耗因数可以发现设备一系列绝缘缺陷,如绝缘整体受潮、老化、绝缘气隙放电等。
通常用tanδ来表示介质损耗的大小,当介质损耗tanδ值越大,则对应的有效功率因数降低,能够直观的反映出设备绝缘效果的优劣性,对于同一台设备,绝缘良好,则介质损耗就小,绝缘受潮或者老化,介质损耗就大,通过对介质损耗的测量,从而对设备的绝缘性能进行判断,对设备的安全运行具有重要的意义。
二、套管调试误差事例完成了220kV高压备用变压器安装工作后,对变压器套管进行相应的电气试验,在进行HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的介质损耗因数tanδ试验过程中,实测的tanδ值分别为0.00339、0.00348、0.00339(现场试验时油温1℃),出厂试验值分别为0.00312、0.00318、0.00252(出厂试验时油温13.7℃),统一换算到油温20℃时的tanδ值为:0.00576、0.00592、0.00576(现场值换算);0.00368、0.00375、0.00297(出厂值换算),发现三组数值均超出出厂试验值的130%,不满足《电气设备交接试验标准》GB50150-2016中套管连同绕组的tanδ值不应大于出厂试验值的130%的要求。
三、原因分析及控制措施通过事例可以看出,现场试验时的油温为1℃,与出厂试验时的13.7℃油温相差较大,为尽量保证试验的准确性,查找问题的所在,决定在环境温度较高的时候对套管进行重新清理及电加热后,由施工单位与设备厂家自带出厂试验时的仪器分别再进行一次试验发现,两家单位对HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的测试数据偏差不大,但与出厂试验值存在较大变化,其中LV1-LV2的tanδ值呈偏大趋势;HV-LV1、HV-LV2的tanδ值呈偏小趋势,针对此种情况进行分析发现:现场对HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的测试采用正接线法,而出厂试验采用是反接线法(出厂试验规程要求为正接线法),属于出厂试验方法错误的原因,设计通过采用正接法对其出厂值进行换算得到的数据换算及对比发现,此次试验数据满足《电气设备交接试验标准》GB50150-2006中套管连同绕组的tanδ值不应大于出厂试验值的130%的要求,经设计确认此套管性能满足投运要求,最终决定tanδ值以厂家现场实测的值为判断依据。
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变压器用绕组温度计的误差分析一.概述随着对变压器运行安全要求的不断提高,绕组温度计(以下简称温度计)作为一种运行监护元件已愈来愈广泛地应用在变压器产品上。
虽然一般温度计的使用说明中指出:“温度计内电热元件温度的增加正比于绕组与油箱顶部(油面)温度之差的增加”。
严格来说,这一说法是不确切的.因为对不同结构的变压器绕组,虽然可使电热元件内流过的电流与统组负载电流成正比,但由于电热元件与绕组的冷却条件不可能完全相同,这就使得相同的电流变化却不一定在统组和电热元件内引起相同的温度变化,换句话说,在某些情况下,温度计显示的温度可能是“虚假”的.因而有必要对温度计应用的实际情况作一分析.二.绕组温度计的工作原理统组温度计是利用“热模拟”(thermalimage)原理间接测量统组热点温度的,其主要组成部分如图1所示.温度计的主要组成部分:温包、测量波纹管及连接二者的毛细管,组成反映变压器顶层油温的测量系统;电流互感器、电流匹配器及电热元件,组成反映绕组负载电流变化的热模拟部分以及用于补偿环境温度的补偿波纹管.测量系统中注满一种体积随温度变化的液体,将该系统中的温包置于油箱顶部,以感应变压器顶层油温,顶层油温的变化,引起测量系统中液体的胀缩,导致测量波纹管的位移。
由电流互感器取得的与负载电流成正比的电流Ip经电流匹配器调整后,Ip变化为Is,加到测量波纹管内的电热元件上,该电流在电热元件上所产生的热量,使测量波纹管在原有位移的基础上产生一相应的位移增量,加大后的位移量经机械放大带动指针转动,从而在仪表上显示出对应负载电流的统组温度.若通过电热元件的电流Is所产生的热量,使测量波纹管位移变化所带来的温度增量近似等于被测绕组热点温度对变压器顶层油温(即温包放置处油温)之差,则绕组温度计所显示的温度就反映了绕组的热点温度.图2三.绕组温度计的误差分析在变压器的热计算完成以后,需要确定温度计的基准工作点,即所谓“整定”,它是以一定的绕组负载电流为基准,选取电流互感器电流比及电流匹配器系数,使基准状态下的温度计温度等于绕组的热点温度.设统组在某一基准电流Iw下的平均温升为Twa,相应油平均温升为Toa。
,油面温升(即顶层油温升)为Tot。
再令环境温度为Ta,则按变压器负载导则,绕组的热点温度为:Twh=1.3T+Tot+Ta(l )式中△T =Twa— Toa为一般热计算中的铜油温差.根据式(l)中第一项1.3△T 的值,查图2曲线(温度计内电热元件引起的温度变化随电流变化的曲线)得到所需电流过电热元件的电流Is.选择电流互感器电流比α及调整电流匹配器系数C,使Is=αCIw,则在绕组负载为Iw时,温度计的显示读数就是绕组热点温度Iwh.由上可见,温度计的显示温度是由两部分叠加而成.第一部分Tot+Ta是由温包直接感应的变压器油面温度;第二部分1.3△T是利用电热元件模拟的,与绕组热点对油面温差(即铜油温差的1.3倍)相对应的指示读数的增量。
但是,当负载电流变化所升起的第二部分温度的变化不一定与绕组铜油温差的变化相一致,因为就目前所用温度计而言,图2曲线近似为抛物线,即电热元件引起的温度变化只能近似与其中的电流(也与绕组负载电流两次方成正比变化。
众所周知,变压器绕组铜油温差随产品冷却方式的不同却不一定按负载电流的二次方关系变化.下面以强油非导向冷却产品为例,其绕组的铜油温差的计算公式为:T=0.113q0.7(2 )式中q为绕组线饼的表面热负荷,它包括两部分,第一部分q1正比于负载电流I的平方(设为q1=KI2),第二部分q△线饼油道修正部分,从而式(2)变为:△ T=0.113(KI2+q△)0.7(3 )由式(3)可见,对所述冷却方式的变压器绕组铜油温差不按负载电流的平方关系变化,也即与温度计内电热元件模拟的指示温度随负载电流的变化不一致,这样当负载电流不等于整定温度计所用的基准电流时,指示温度就会与绕组热点温度产生偏差.为了说明上述结果,下面给出一个具体计算例子.某台强油非导向冷却变压器高压绕组额定电流IN=158.1A,在该电流下的铜油温差面△T=22.5K,油平均温升Toa=2 9.2 K,油面温升Tot =31.0K,令环境温度Ta=20℃,并以额定电流为基准电流(即取Iw= IN)对高压绕组温度温度计进行整定.据式(l)得绕组热点温度为:Twh=1.3×22.5+31.0+20=80.3℃据1.3 △T=29.3K查图2曲线,得到与该绕组热点对油面温差相对应的电热元件模拟温度增量(29.3K)所需通过的电流应为Is=1.18A,设计电流互感器电流比α及选择电流匹配器系数C,使αC=7.462×10-3,则有Is=7.462×10-8×158.l=1.18 A,从而可使得在额定工作状态下,高压绕组的热点计算温度与温度计的显示温度一致,均为80.3 ℃(不计温度计非原理误差)。
当变压器偏离额定状态工作时,设工作电流I分别取为0.7IN、0.8IN、0.9IN、1.1IN、1.2IN计算各状态下的绕组铜油温差△T,并按1.3△T求得相应的绕组热点对油面温差分别为:21.3K、23.8K、K26.4K、32.3K、35.5K。
而根据各工作电流下的Is=7.462×10-3 I值,按图2查得温度计的温度增量分别为14.5K、17.5K、22.5K、35.0K、40.0K。
它们对应的差值为-6.8K、-6.3K、-3.9K、2.7K、4.5K。
工作电流偏离额定(基准)电流越远,所导致的指示读数与绕组热点温度的误差越大.四.结论当温度计内电热元件的模拟量与变压器绕组铜油温差计算公式一致时,才能保证在产品偏离温度计整定基准电流(一般为额定电流)工作的情况下,温度计读数准确反映绕组热点温度,而目前所用温度计的模拟温度一电流特性曲线,一般近似为抛物线,这仅与变压器绕组铜油温差的变化大致吻合,实际应用时必须注意绕组温度计的这一原理性误差。
作者: zwk6951 时间: 2008-8-21 12:05多种冷却方式变压器的研究报告(一)随着环境保护对噪声的要求越来越高,特别是在夜间(此时变压器负荷较小)迫切需要降低居住环境周围的噪声,处于居民小区的变压器必须满足环保的要求。
为此供电部门对变压器制造厂提出了降噪要求,首先在欧洲出现了“散热冷却器”的新型冷却方式。
所谓“散热冷却器”是指以片式散热器为主要散热面,同时配合风机和油泵进行冷却。
参考文献(1)介绍,当变压器50~60%左右负荷时,片式散热器处于自冷状态(ONAN),散热能力为500w/m2左右;当变压器负荷率达到70~80%左右时启动风机,片式散热器处于油浸风冷状态(ONAF),以吹风加强片式散热器的散热能力,当空气流速为1~1.25m/s时,散热器的散热能力为800w/m2;当变压器满负荷时再投入油泵(OFAF)进行强油风冷,即油泵使冷油由下部进入线圈间,热油由上部进入散热器吹风冷却,当空气流速为6m/s,油流量为25~40m3/h(416.7~666.7 l/min)时,散热器的散热能力为1000w/m2。
我厂曾经根据杭州供电局的要求试制过类似上述要求的变压器,但由于种种原因没有成功。
现在,工厂为进一步满足用户的需求,要求我处开发这类产品。
根据工厂安排我们开展了以下工作:一. 多种冷却方式变压器结构的研究我们翻译了日本三菱公司的样本和油泵使用说明书。
日本三菱公司的样本介绍,三菱公司的变压器采用三种组合的冷却方式。
1.自冷/强油风冷容量比一般为60/100%2.自冷/风冷/强油风冷容量比一般为60/80/100%(巴基斯坦标书要求与此相同)3.强油自冷式以上冷却方式的容量比在国内外的标准中未查到相关的要求。
第1、第2种组合由冷却装置控制箱自动控制,根据负荷及油顶层的温升来切除和投入风机和油泵,充分发挥散热器的散热效率,减少了辅机的功率消耗。
与冷却器相比,不论辅机功率的消耗还是噪声都小。
特别是低负荷自冷状态时,可大大地降低辅机功率的消耗和噪声。
第3种组合适用于城市的市中心变电站,降噪要求较高,变压器本体安装在室内,散热器集中安装在室外,由于管路较长,油对流效果较差。
采用强油自冷后,散热效果大大提高。
三菱公司安装在石家庄的一台三圈有载120000KVA变压器使用第一种组合自冷强油风冷容量比为50/100%,使用14组散热器、5台风机和4台油泵,带油流继电器。
风机 700,风量150M3/min;油泵油量2000l/min,扬程3.5m,电机转速930r/min;气体继电器整定为1m/sec(气体继电器样本上介绍变压器一般整定为0.5m/sec);要求散热器承受1kg/cm2油压和全真空。
93年我厂设计的SZ8---31500/110,代号1.710.2651,采用强油自冷式,使用32组散热器,4台临潼DLB-4/60-2型油泵,带油流继电器和逆止阀。
油泵流量1000l/min 扬程6m,电机转速1420r/min。
设计者杨红康介绍(试验时他在场),当油泵启动时,气体继电器跳闸。
因此,此结构不能使用,而改成自冷结构。
根据以上组件使用情况及产品设计图纸的结构与日本三菱公司变压器设计的结构比较,分析造成跳闸的可能原因:1.油泵扬程太大,4台油泵同时启动和关闭,造成瞬时压力增大,而引起气体继电器闸。
2.变压器设计6只 80进油管,管径太小,油泵启动时造成涌流,油速快、油量大而造成气体继电器跳闸。
3.气体继电器油速整定情况不详(没有记录),可能太小。
分析以上的原因,我们认为要开发这类产品,必须选到合适的油泵。
我们调研了适用于强油自冷式变压器的国内外生产的几种油泵的情况,技术参数如下:生产厂家型号扬程(m)流量(l/min)转速(r/min)单价(万元)交货期(月)美国卡54525 2.81150950迪拿----德国基伊埃PR250/6 2.81250960 3.22 4.5日本三菱RK2-54 3.51200930 3.58 2.5中国临潼ZLB3/25-23416.79600.51从以上数据可以得出这样的结论:强油自冷式变压器应采用低扬程、低转速、大流量的油泵。
根据德国基伊埃公司的样本介绍,径向螺旋浆轴流泵适用于带有散热片组的自冷变压器,在启动时或大负荷状态下增强冷却油的自然循环。
该油泵受干扰的流通截面很小。
当油泵在静止状态下的油阻力可忽略不计(可以保证油在温差下的自然循环),不会阻碍变压器部分负载下的油的自然循环。
如何防止油泵启动、停止时,因油压变动引起冲击油压继电器(或气体继电器)的误动作。
查引进的东芝公司的设计资料TD-2763.1,资料中强调为了防止油泵启动、停止时,因油压变动引起冲击油压继电器(或气体继电器)的误动作,在启动和停止油泵时,要锁定继电器5秒钟。