220kV强迫油循环风冷电力变压器冷却系统改造
220kV变压器冷却系统的改造
220kV变压器冷却系统的改造摘要：本文分析了 220 kV 变压器冷却系统存在的问题，探讨了冷却系统改造的可行性，并结合典型事例介绍了冷却系统改造后取得的效果。
关键词：变压器；冷却系统；改造1 变压器原配套冷却系统存在问题的分析（1）以某220 kV 1号主变冷却系统的改造情况为例，该变压器原配套有9组YF-80 型冷却器，变压器长轴两侧各布置4组，另1组在中压A相套管下侧。
冷却器的散热管是采用105根镀锌管，散热管与冷却器上、下集油室臂采用胀压成型，且在集油室内焊有隔板，将冷却管簇分为3部分，连接后以折返油流（形成三回路的油循环路径）。
此型冷却器不仅要求油泵的扬程高，而且其系统循环油流量小，由于散热管排布很密，长时间运行导致钢翘片间生锈、结垢，冷却效果差，以往温度稍高时必须投入6 ～8 组冷却器，曾因油温过高报警，长时间运行后，散热管胀压处有渗漏现象。
（2）使用的潜油泵采用的是一般铸铁泵，在运行时会产生金属粉末，如油泵叶轮与泵壳摩擦产生金属粉末并进入变压器的主油路中，将影响变压器的安全运行。
按国家电力公司颁布的《防止电力生产重大事故的二十五项重大要求》，潜油泵的轴承应采用 E级或 D级绝缘的优质轴承，为使电机部分不易磨损，转速要求在1000r/min 以下。
而 YF -80冷却器设计结构为三回路，采用的是高转速（1430 r/min）、高扬程（15m）泵，这是变压器安全运行的一大隐患。
该主变有多组油泵的放气阀处渗油，1999年因3号油泵放气阀渗油产生负压，气体进入变压器内，导致本体轻瓦斯动作，不得不进行真空脱气。
（3）9组冷却器共有9台油泵、9只风控箱、27台电机，缺陷多，维护工作量很大。
分控箱内元器件过热、老化情况严重，搪瓷端子排绝缘不良、接线很不可靠，冷却器投不上的缺陷时有发生；高转速电机损坏率高。
2 冷却系统的改造2 .1 改造方案的选择针对原配套使用的冷却系统存在的问题，为了保证变压器温升不超过国家有关标准的规定并减少冷却系统缺陷概率，只有把原配套的冷却系统进行更新改造，才能保证主变压器的安全运行。
220kV电力变压器冷却系统的现场改造及大修实例
１ 主变冷却方式改造的优点
江 门供 电局 ２ ０ Ｖ三 江 变 电站 的 １号主 变 是 １９ 年 投 运 ２ｋ ９５ 的 ，型 号 为 Ｓ Ｐ Ｚ — ５ ０ ０２ ０ 至 冷却 系统 改造 时 已运 行 了 Ｆ Ｓ ７ １０ ０ ／ ， ２ １ 。冷 却 装 置 原 配 套 由 ６台 Ｙ 一 ０ ４年 Ｆ ２ ０强油 风 冷 却器 组 成 的 ， 冷却方 式为 Ｏ Ａ ， Ｄ Ｆ 冷却容量 为 ２ ０ Ｗ， 容量 时需 ５台冷却 ０ｋ 满
底 吹风 结构 ， 它的空气流动 阻力最小 ， 具有很 高的强度和优 良 的防 腐 性 能 。 ． ②新型 片式 散热器 的采用 自冷 时运 行无 噪音， 采用风冷运 行 时噪音为 ５ ｄ ， Ｙ １ ２ ０冷却器 运行 噪音 ８ ｄ ， ８Ｂ 而 Ｆ —０ ２ Ｂ 因此更 换冷却器后可有效地降低变 压器运行时的噪音 。 ③ 改造后减 少了 ６台潜 油泵 、 ６台油流继 电器 、２个密封 ｌ 面， 减少了渗油点及其维护工作， 油 循 环 结 构 进 行 分 析 论 证 ， 现 场 进 行 在
取消强 油风 冷却装置 改造 为 自然风冷 却装置 ，冷却 方式改 为 Ｏ Ａ ／Ｎ Ｎ， 冷 却 装 置 的 导 油 结 构 的 也进 行 改变 ， 造 后 有 Ｎ ＮＯ Ａ 对 改 对 主变 设备 以下 优 点 ： ① 改 成 自然油 循环 风冷 后 ，在 满 负荷 时风机 的损耗 为 ０２ ｘ ４ ８５Ｗ ， ． ３＝ ． ５ ｋ 自冷 时还 可 以不 开 机 ， 荷 可 达 ７ ％左 右 ， 负 ０ 每 年 约可省 电 ２ ． ６万 ｋ ， ０６元／Ｗｈ计算可 省电 １ ． ９ ４６ ９ Ｗｈ 按 ． ｋ ４９ ６ ７ 万 元 ， 高 了经 济 效 益 。 提
专 琶囊技专 版Ｉ 术版
220 kV重负荷变压器强油风冷系统现场改造分析
220 kV重负荷变压器强油风冷系统现场改造分析李英俊;邢峰;褚文超【摘要】针对乌兰察布电业局220 kV重负荷强油风冷变压器结构复杂、设备陈旧、散热效率低、缺陷及隐患多等问题,对冷却系统建模并进行理论计算分析,结合现场实际情况,进行片式自冷与自冷风冷方式相结合的冷却系统改造,确定片式散热器布置形式及数量,制订220 kV重负荷变压器现场冷却系统改造施工方案及关键工序的质量管控措施.通过对新城湾3号主变压器冷却系统的现场改造,有效降低油面温升约6℃,同时可增带负荷约4万kW.现场改造可缩短工期约46 d,减少运行电量损失约278万kWh,延长了主变压器运行寿命,改造效果较好.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2019(037)003【总页数】6页(P47-51,59)【关键词】220kV重负荷变压器;强油风冷;现场改造;温升;冷却【作者】李英俊;邢峰;褚文超【作者单位】乌兰察布电业局,内蒙古乌兰察布 012000;乌兰察布电业局,内蒙古乌兰察布 012000;乌兰察布电业局,内蒙古乌兰察布 012000【正文语种】中文【中图分类】TM4070 引言20世纪90年代之前生产的7型、9型等220 kV大型变压器大多采用强油风冷（OFAF）系统，即冷却器内部散热管为钢-铝复合轧翅管[1]，经热镀锌处理成型[2]。
与目前常用的自冷/自冷风冷（ONAN/ONAF）系统相比，该类产品主要存在冷却效率低、运行损耗大、噪声高、运维困难等缺陷[3]。
此外，由于OFAF冷却方式需要风机长期不间断运行，一旦电源控制回路故障，将导致风冷电动机全停，发生主变压器延迟跳闸退出运行事故，无法满足变电站无人值守的要求[4]。
内蒙古电网开展过110 kV电压等级变压器的冷却系统现场改造，以及结合返厂大修对220 kV大型变压器进行改造，但成本过高，且停运时间较长。
本文以220 kV新城湾变电站3号主变压器为例，介绍内蒙古电网强油风冷变压器的首次现场改造过程，通过改造效果对比分析，证明本文改造方法能够短时、有效、安全地解决变压器强油风冷系统存在的高危隐患。
变压器冷却方式改造的可行性分析
变压器冷却方式改造的可行性分析柴冰;魏韬;史雁坤;彭玉春【摘要】近年来,因变压器强迫油循环方式存在缺陷多、损耗大、维护量大等缺点,需要及时改造。
文章通过对一台220千伏变压器冷却方式改造工程的分析,证实了改变变压器冷却方式的可行性和经济性,并总结出了一些施工过程中的经验与教训。
%In recent years, forced oil circulation for cooling the transformer there is a fault and more, big loss, maintenance workload and other shortcomings, be phased out, renovation project is gradually increasing. Based on the transformation of a 220 kilovolt transformer engineering analysis confirms the feasibility of changing the transformer cooling method, summarizes some lessons learned from the process of transformation, so that we communicate and discuss.【期刊名称】《河南机电高等专科学校学报》【年(卷),期】2011(019)006【总页数】3页(P23-25)【关键词】变压器;冷却方式;改造【作者】柴冰;魏韬;史雁坤;彭玉春【作者单位】周口供电公司,河南周口466000;周口供电公司,河南周口466000;华北水利水电学院,河南郑州450011;周口供电公司,河南周口466000【正文语种】中文【中图分类】TM407强迫油循环冷却方式因冷却效果好、占地面积小，在2000年以前被大部分变压器生产厂家采用。
关帝220KV变电站1、2号主变强油风冷却系统技术改造
关帝220KV变电站1、2号主变强油风冷却系统技术改造[摘要]主变是一个变电所的核心，而强迫油循环风冷变压器的冷却系统是保证变压器安全运行的重要条件。
在实际运行当中，由于气候、环境、设计回路的不完善造成主变冷却系统的安全隐患，本文根据实际运行情况，提出了一些整改措施。
【关键词】分析；对策；实施中卫供电局关帝220KV变电站1#、2#主变冷却系统采用XKFP—1强迫油循环风冷却装置，近几年由于设备老化、地处环境污染严重等因素的影响，曾多次发生1C、2C接触器下部电源故障，导致跳闸、高温等严重隐患，给安全运行带来很大的隐患。
本次技改，就是对1#、2#主变XKFP—1强油风冷却系统控制、信号回路接线进行改进，降低XKFP—1强油风冷却器电源失压故障次数，消灭XKFP—1强油风冷却器失压控制室无信号的现象，确保1#、2#主变安全运行。
一、问题的出现及技改思考1#、2#主变冷却系统接入两路独立电源。
两路独立电源来自所变低压不同的母线上，可任意选择一路为工作，一路为备用，当工作电源发生故障时，自动投入备用电源；当工作电源恢复时，备用电源自动退出，保证冷却器继续运行。
工作流程：当变压器投入电网前，先将SS转换开关手柄放在选定的工作位置上，例如：“I工作，II备用”的位置上。
当变压器投入电网时，主变三侧开关在合其合闸辅助接点断开，1ZJ中间继电器失磁其常闭接点闭合，此时SS电源方式选择开关投电源I段，SS开关1 2与5 6触点接通，1 2接通1C线圈通过1RD熔断器，2C常闭接点和1ZJ常闭接点起动1C接触器线圈，接触器线圈励磁，其常开接点闭合，母线通电，将电源I（L1、L2、L3）接通风机总电源。
当电源I段因某种原因失压时，1C接触器及1YJ电压中间继电器失磁，其常闭接点闭合起动2C接触器线圈，接触器线圈励磁，其常开接点闭合，将电源II（L01、L02、L03）接通风机总电源。
而当I电源的电压恢复时，由于1YJ电压线圈带电，其常开接点断开使2C接触器失电，2C接触器常闭接点闭合，使1C接触器线圈恢复励磁，1C接触器常开接点闭合，恢复了电源I供电。
强迫油循环风冷变压器“冷却器全停”故障的分析与处理
强迫油循环风冷变压器“冷却器全停”故障的分析与处理【摘要】大型变压器在高压电网运行中最重要的设备之一，而大型变压器大多采用强油循环风冷方式，其冷却系统的可靠运行的直接关系到变压器的使用寿命及运行安全，本文主要阐述了强油风冷变压器冷却系统的控制回路，通过其常见故障情况，介绍了电力变压器强油风冷全停原因及处理方法，并对强油风冷变压器风冷控制原理作了分析，希望可以在提高风冷系统运行可靠性、降低故障率的运行工作中，起到一定作用。
【关键词】强迫油循环；变压器；风冷；处理；冷却系统；故障；分析0.前言大型变压器的冷却系统主要由箱体、油枕、散热管等部分组成。
常见的冷却方式有强迫油循环风冷（OFAF）和强迫油循环水冷（OFWF）两种。
箱体（即油箱）里灌满变压器油，铁芯与绕组浸在油里，流动的变压器油可以帮助绕组与铁芯散热，冷却器通过上下油管与油箱连接，油通过冷却器内密集的铜管簇，利用风扇吹风或循环水作冷却降温，再利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。
在负荷和环境温度不变的情况下，强油风冷变压器运行中一旦发生“冷却器全停”，油温会急剧上升，将对变压器内部绝缘材料造成很大威胁，可能造成绝缘老化、击穿。
如果处理不及时或者处理不当，会造成变压器损坏及更大电网事故。
因此规程规定，当强油风冷变压器风冷全停，在额定负载下运行20分钟。
20分钟后顶层油温未达到75℃，则继续运行到顶层油温达到75℃。
但是切除全部负荷到的最长时间在任何情况下不得超过1小时。
因此做好冷却系统的运行维护、技术改造和反事故措施是非常重要的一项工作。
1.“冷却器全停”故障的原因分析当工作的一组冷却器或辅助冷却器发生故障时，置备用位置的冷却器自动投入运行，并发出备用冷却器投入信号，不会降低变压器的冷却效果，对变压器的整体运行不会造成危害。
对变压器危害最大的是冷却器全停。
下面介绍下“冷却器全停”信号的原理。
（1）“冷却器全停”，“工作电源I故障（或工作电源II故障）”两个信号发出。
强迫油循环风冷变压器冷却器全停故障的分析与处理
强迫油循环风冷变压器冷却器全停故障的分析与处理摘要：本文对强迫油循环风冷变压器冷却器全停故障进行了分析，并提出了相应的处理方法。
全停故障是指冷却器系统完全失去运行或停止工作的情况，可能导致设备过热、功率降低、绝缘老化、安全风险等潜在影响。
针对这种故障，需要进行有效的故障诊断和修复措施，包括检查电源、控制回路和机械部件，确保系统恢复正常运行。
关键词：强迫油循环风冷变压器冷却器；全停故障；故障分析；一、引言强迫油循环风冷变压器冷却器的作用重要性在于通过循环系统将变压器内部油冷却剂与外界空气进行热交换，有效降低温度，控制设备温度、提高容量和可靠性，并减少能源消耗和环境污染。
若发生全停故障，可能导致设备过热、负载能力下降、绝缘老化、安全隐患等严重影响，因此需要及时处理修复以确保设备正常运行和安全操作【1】。
二、故障原因分析（一）设备故障可能原因的分析和排查：电源故障：电源故障可能包括电源供应不稳定、电压波动、断电等问题。
在排查电源故障时，可以检查电源线是否连接良好，测量电源输出电压是否正常，并确保供电系统的稳定性【2-3】。
控制回路故障：控制回路故障可能导致设备无法正常运行或产生错误的信号。
在排查控制回路故障时，可以检查控制器的连接、传感器和执行器的工作状态，以及控制回路的连线和电气元件是否有故障【4】。
冷却液泵故障：冷却液泵是用来循环冷却液体的设备，在故障时可能导致设备过热。
排查冷却液泵故障时，可以检查泵的电源供应和电机工作状态，还可以检查管道连接是否正常以及冷却系统中是否存在堵塞或泄漏的情况【5】。
温度探测器故障：温度探测器用于监测设备温度，如果出现故障可能导致无法准确监测温度变化。
在排查温度探测器故障时，可以检查连接线路是否正常、探测器的位置是否合适，并进行必要的校准或更换。
（二）环境因素可能导致的故障：高温环境下的散热问题：在高温环境下，设备的散热能力可能受限，导致设备内部温度升高。
这可能导致设备过热故障或引起其他组件老化、膨胀等问题。
220kV强迫油循环变压器风冷控制二次回路改进
220kV 强迫油循环变压器风冷控制二次回路改进邹勇（惠州供电局）引言冷却器全停跳闸是强迫油循环主变防止380V 交流Ⅰ、Ⅱ段电源消失主变温度过高影响主变安全稳定运行的重要保护元件。
冷却器全停跳闸就是在380V 交流Ⅰ、Ⅱ段电源消失的情况下，经过一定延时联跳三侧主变，其中短延时经负荷闭锁、长延时不经任何闭锁。
但冷却器全停跳闸在某些情况下也会发生误动作，给变压器运行带来安全隐患。
1冷却器全停跳闸误动作现象及检查1.1误动事故一2007年5月14日某220kV 变电站运行中的#2主变冷却器全停跳闸动作，出口跳闸。
值班人员及继保人员检查发现是冷却器全停跳闸长延时继电器故障、继电器接点导通引起主变非电量动作跳闸，故障时间继电器为图中2BSJ ，而380V 交流Ⅰ、Ⅱ段电源均正常，风扇、油泵运转正常，切换回路完好。
1.2误动事故二2009年3月28日某220kV 变电站运行中的#1主变非电量保护装置跳闸出口，跳开三侧开关。
值班人员及继保人员检查发现#1主变冷却器380V 电源用电源Ⅰ，电源Ⅰ交流接触器能动作吸合，但辅助触点故障，故障接触器为图1中1JC ，导致冷却器全停延时启动回路动作出口跳闸，而接触器能正常吸合，风扇、油泵能正常运转。
2事故原因分析及其对策2.1事故原因分析冷却器全停跳闸误动原因有以下几点：（1）误动事故一中，冷却器全停跳闸延时继电器故障，图中2BSJ ，是造成本次误动作事故的直接原因。
从该事故可以看出，无论是短延时继电器，图中1BSJ ，还是长延时继电器故障，图中2BSJ ，都将导致主变冷却器全停跳闸，即时短延时继电器经负荷闭锁，图中过负荷闭锁继电器，但220kV 主变负荷比较重。
在380V 交流电源Ⅰ、Ⅱ段切换后未加装电压闭锁，给主变以后安全稳定运行留下隐患。
（2）误动事故二中，接触器辅助触点故障，图中1JC 常闭接点，是造成本次误动作事故的直接原因。
当主变冷却器380V 电源用电源Ⅱ，电源Ⅱ交流接触器辅助触点故障，JC 常闭接点，也将导致冷却器全停跳闸延时启动回路启动动作跳闸。
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目前，随着电网建设的持续发展，电力变压器在整个电力系统中 发挥着极其重要的作用，其能否可靠稳定的运行，直接影响到电力系 统的运行安全和供电的质量。 但在我国电网中仍存在着 80～90 年代初 生产的 220kV 强迫油循环风冷变压器，如：7 型 （SFSPZ7-150000/220） 和 9 型（SFSPZ9-150000/220）变压器。 这类型变压器的出厂时间大部 分都超过 15 年，冷却系统的冷却器不但结构型式陈旧 ，而且冷却效率 不高，运行损耗大，噪音高，渗漏点多，特别是经过了十多年的运行后， 冷却器各部分均可能出现繁多的或大或小的问题。 这些变压器的存 在，对绝大多数无人值班变电站来说无疑是一种隐形的安全隐患。 一 旦出现问题，若没能及时发现并处理，就会引发一系列故障，甚至事 故。 如此一来，这类型冷却系统的存在，不仅直接地影响变压器的安 全、可靠和经济运行，而且关系着整个电网的安全与可靠性；这类型冷 却系统的存在，更是与当今追求安全、稳定、可靠、节能环保型社会不 相匹配。 综上所述，对这类型变压器的冷却系统进行改造，无论是对提 高其冷却效率，降低损耗和噪音，提高变压器的过负荷能力和运行寿 命，还是对整个电网的安全、可靠、经济运行，均有着诸多方面的现实 意义。
如 果 该 台 变 压 器 全 年 365 天 运 行 ， 当 中 的 200 天 为 额 定 负 荷 运 行，165 天为 70%以下额定负荷运行（运行损耗系数取 0.7），那么 该 台 变压器冷却系统全年的运行损耗为：
42×200×24+42×0.7×165×24=318024kWh 若每 kWh 的电量按 0.5 元的价格计算，则该台变压器冷却系统全 年的运行损耗的电费为： 318024×0.5=159012 元=15.9012 万元。 1.1.3 运行噪音高 根 据 JB/T 10088-2004 《6kV~500 kV 级 电 力 变 压 器 声 级 》 中 规 定 ，容 量 为 120000kVA~150000 kVA，电 压 等 级 为 220kV 级 的 强 油 风 冷电力变压器的声功率级，应不能超过表 2 规定限值[4]。
表 2 强油风冷电力变压器的声功率级限值与实测值
等值容量 kVA
声功率级 dB
国家标准
现场实测
120000
96
91~100
150000
98
93~102
Hale Waihona Puke 1 改造必要性分析1.1 强迫油循环风冷冷却系统存在缺陷和隐患 1.1.1 冷却能力低
强迫油循环风冷变压器经历了十几年甚至二十几年风霜雪雨，其 冷却器或散热器已遭到不同程度的摧残或损坏， 如冷却片的损坏、生 锈和脱落；风机叶片和轴承的生锈、损坏等。 这些不利因素必然导致变 压器的冷却效果大幅度下降。 经测验，在实际运行当中，这类型变压器 在环境温度接近 40℃的夏季负荷高峰期，其接近满负荷运行时运行顶 层油温高达 95℃及以上，油平均温度也达到 80℃及以上，超过了 DL/T 572-2010《电力变压器 运 行 规 程 》强 迫 油 循 环 风 冷 变 压 器 在 额 定 电 压 下的油顶最高温度限值 85℃和 GB1094.2-1996 《电 力 变 压 器 第 二 部 分 温升》顶层油温升 55K 限值的规定[1-2]。 综上所述，由于强迫油循环 风冷冷却系统变压器整个冷却系统的冷却能力下降，导致满足不了变 压器的正常运行的冷却能力和过负荷能力要求，不仅影响了变压器的 安 全 运 行 ，还 降 低 了 变 压 器 的 使 用 寿 命 [3]。 1.1.2 运行损耗大
【关键词】220kV 电力变压器；冷却系统；改造 Analysis of Cooling System Transformation of 220kV Forced-oil Type Transformer CHEN De
(Guangdong Power Equipment Plant of China Energy Engineering Group Co., LTD., Guangzhou Guangdong ，510285,China) 【Abstract】220kV transformers with oil directed air forced cooling system (ODAF) or oil forced air forced cooling system (OFAF) have been aware of several latent defects and hazards.The paper analyzes this type of transformer cooling system transformation. It is necessary to transform the cooling system from ODAF and OFAF to oil natural air natural and oil natural air forced cooling system, or ONAN and ONAF. Also, after the transformation, the 220kV transformers are able to meet advancing societal needs, such as environmental protection, energy conservation and product intelligence. 【Key words】220kV power transformer;Cooling system;Transformation
科技信息
○机械与电子○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
2012 年 第 35 期
２２０ｋＶ 强迫油循环风冷电力变压器冷却系统改造分析
陈德 (中国能源建设集团广东电力设备厂 广东 广州 510285)
【摘 要】针对 220kV 强迫油循环风冷冷却系统（ODAF 或 OFAF）电力变压器存在的缺陷和隐患，对该类型变压器的冷却系统进行了改造 分析。 经分析， 对 220kV 强迫油循环风冷电力变压器进行冷却系统改造： 由强迫油循环风冷冷却系统改造为自然油循环自冷带风冷(ONAN/ ONAF)冷却系统，是非常必要的。 而且，经过冷却系统改造的 220kV 强迫循环风冷电力变压器更能适应当今社会提倡“节能、环保”和“智能化” 的需求。