變壓器冷卻系統的節能降噪

隨著(zhù)國民經(jīng)濟不斷發(fā)展，供電企業(yè)所承擔的任務(wù)不斷加重，為提高供電質(zhì)量和保證供電需求是電力部門(mén)的職責。在這種情況下，電力企業(yè)就要依靠經(jīng)濟運行來(lái)提高企業(yè)內部效益和社會(huì )效益，以努力超越，追求卓越的精神，為社會(huì )做出節能降噪的榜樣。電力企業(yè)在供電設備運行中，有不少設備是能源消耗設備。而減少能源消耗，降低運行成本，始終是供電企業(yè)開(kāi)源節流的目標。如何尋找降低供電運行設備的消耗，是解決供電企業(yè)經(jīng)濟運行和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵。經(jīng)多年來(lái)觀(guān)察研究和論證，作者認為主變壓器冷卻系統輔機的消耗是可以進(jìn)行更新改造的項目，也就是說(shuō)主變壓器冷卻系統的節能降噪改造已迫在眉睫，同時(shí)選用經(jīng)濟實(shí)用的新型冷卻系統和如何經(jīng)濟改造是目前要解決的問(wèn)題。我國20世紀90年代及以前生產(chǎn)的強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻系統和風(fēng)冷管式冷卻系統與目前國內生產(chǎn)使用運行的新型片式冷卻系統相比存在著(zhù)許多問(wèn)題和不足，且好多地方存在不同程度的缺陷。因此，許多老式冷卻系統需要進(jìn)行更新改造，若不及時(shí)解決這些缺陷和問(wèn)題，就難以保證供電設備的安全經(jīng)濟運行。

一、220kV變壓器老式冷卻系統運行中存在的問(wèn)題

目前，許多面手220Kv以上主變壓器的老式冷卻系統一般采用YF-80、YF-100、YF-120型號的冷卻系統，屬于多回路結構系統，它存在的缺陷和問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：

1.冷卻系統容量小、故障低、散熱能量不足

以YF-100型號為例。其中散熱管與冷卻系統上、下集油室采用脹壓式連接，且在集油室內焊有隔板，形成多個(gè)回路的油循環(huán)路徑，潛油泵的時(shí)油的進(jìn)油口直接安裝在第一個(gè)回路上，出油口通過(guò)裝有油流速器的聯(lián)管接至到第二個(gè)回路上。而冷卻翅片管為皺折翅片管，該皺折型翅片管空氣側壓降大、散熱系數小、且又因多回路結構，散管路和冷卻管路徑小，直角彎多，所以系統循環(huán)油流小，冷卻容量不能保證，造成冷卻效果差。同時(shí)由于長(cháng)時(shí)間運行，冷卻器內部翅片與散熱管間造成污物沉積，導致冷卻器散熱效果更差使實(shí)際額定冷卻容量不足90kW。

2.輔機耗電多

FY-100型風(fēng)冷卻器，每臺配有4臺0.37KW變壓器風(fēng)扇電動(dòng)機和1臺3KW變壓器潛油泵，總損耗約4.5KW。按每年平均運行6000h，風(fēng)冷卻器單臺年耗電量約為4.5×6000=27000KW h。若按我國企業(yè)工業(yè)用電0.75元/ kW h計算，耗資約20余萬(wàn)元。

3.密封接觸點(diǎn)多，滲漏油幾率大

YF-100型冷卻器共有密封膠墊約十幾處，經(jīng)過(guò)多年陽(yáng)光照射和風(fēng)雨吹淋，膠墊出現老化，容易發(fā)生滲油現象。在電源電氣控制方面，裝置均為國家電氣元件，在高速運行和頻繁操作中經(jīng)常會(huì )出現各種各樣的電氣故障。風(fēng)扇電動(dòng)機和控制回路出現故障問(wèn)題對變壓器溫度升高影響很大，這些問(wèn)題嚴重影響供電安全和供電質(zhì)量。

4.維護工作量大

YF-100型風(fēng)冷卻器，以每臺變壓器按10組計算。風(fēng)扇電動(dòng)機為40臺，變壓器潛油泵為10臺，共計50臺設備，顯而易見(jiàn)，其工作維護量相當大。

5.風(fēng)冷卻系統運行噪音大

YF-100型號風(fēng)扇電動(dòng)機運行噪音在，經(jīng)過(guò)現場(chǎng)測試運行人員噪音已達到90dB左右，不符合現行國際標準和環(huán)保要求。尤其在居民住宅附近產(chǎn)生的噪音，嚴重影響周邊居民生活。

二、110kV以下變壓器冷卻系統運行存在問(wèn)題。

老式110kV以下變壓器冷卻系統為圓管或扁管風(fēng)冷卻系統，其冷支面積小、效率低、散熱能力不足。每個(gè)散熱器散熱面積只有0.05×3×60+0.05×2.5×60=16.5O。

輔機損耗大、耗電多。每臺散熱器為2臺0.25kW電動(dòng)機。以每臺變壓器為8臺散熱器計算，輔機損耗功率為4KW。每年運行時(shí)間為6500h，則每臺變壓器年耗電量為26000kwh。由此看來(lái)，變壓器維護的勞動(dòng)強度也非常大。同樣，變壓器運行噪音大，風(fēng)扇電動(dòng)機運行噪音大，經(jīng)過(guò)現場(chǎng)測試運行噪音已過(guò)到80dB左右，不符合現在國際標準和環(huán)保要求，并嚴重影響周邊居民生活。

如上所述，變壓器老式冷卻系統在運行中存在易滲漏油、易積污、油路曲折、冷卻容

另外油等問(wèn)題。這些問(wèn)題存在，使變壓器維護工作量加大，運行成本提高。同樣也影響變壓器安全運行和供電可靠性。

三、改造變壓器老式冷卻系統的可行性

鑒于變壓器冷卻系統存在諸多缺陷和不足問(wèn)題。就應該進(jìn)行適合變壓器經(jīng)濟運行結構的機關(guān)麻木木新式冷卻系統改造。經(jīng)過(guò)作者分析和論證，冷卻系統改造可分為220kV變壓器系統改造和110kV以下變壓器冷卻系統改造。

在220kV變壓器改造中，由于老式變壓器的油箱、器身緣結構等寬裕度都比較大的特點(diǎn)，是有利于將強迫油循環(huán)冷卻系統，改造為片式散熱風(fēng)冷卻系統。

在110kV變壓器改造中，將老式變壓器帶風(fēng)扇扁管冷卻散熱系統，改造為片式自然冷卻散熱系統。更新改造老式變壓器冷卻系統應考慮變壓器運行中的安全性和效果性。在更新改造過(guò)程中，對變壓器本體進(jìn)、出油管和散熱器主油管路進(jìn)行徹底改造，以增大油管路直徑，使其增加流量和暢通。這樣可以減阻力，使冷卻油順利通過(guò)變壓器進(jìn)油口，及時(shí)達到變壓器器身內部。變壓器內部熱油經(jīng)過(guò)順暢的油管路靠溫差產(chǎn)生的熱浮力的作用，被直接送到冷卻系統內部進(jìn)行散熱降溫。

變壓器發(fā)熱與散熱是一對矛盾。如果變壓器散熱能力強，其溫升自然就低，溫度降低了變壓器安全運行就可靠了，變壓器使用壽命相應也就提高了。

四、更新改造

幾年來(lái)，許多單位與變壓器制造廠(chǎng)在現場(chǎng)共同對變壓器老式冷卻系統進(jìn)行了更新改造，取得良好效果。通過(guò)對原有冷卻系統不足的分析、研究、論證和現場(chǎng)考察。沼姓攵孕緣厝范ǜ新改造原則。在更新改造過(guò)程中，應按照新圖紙、新工藝的技術(shù)要求，進(jìn)行認真細致地操作改造。

在一臺SFSPZ9—150000/220型號變壓器改造為例，首先按圖紙要求的位置在變壓器上、下節油箱上，各開(kāi)4個(gè)直徑為150MM口徑上出、下進(jìn)油口，焊接管口與直徑240MM主聯(lián)管法蘭接口，主聯(lián)管上焊接24個(gè)直徑80法蘭，安裝24個(gè)PC—2800/22型號的片式散熱器。在所有焊接口上保證所焊接法蘭橫平豎直，以確保散熱器安裝尺寸正確。由于淘汰了老式冷卻系統。在變壓器上、下油箱中留下原有接口，所以在改造中還需要對原有接口進(jìn)行封堵材料應事先按技術(shù)要求進(jìn)行加工，原有接口，確保封堵后原有接口的機械強度和平整美觀(guān)。

另外，現場(chǎng)吊芯改造老式冷卻系統，嚴格按吊芯技術(shù)規定要求應嚴格做好防火措施，避免火災意外發(fā)生。

五、改造前后的對比

1.散熱面積

改造前變壓器冷卻系統使用的冷卻器為YF—100型號，每變壓器按10臺計算，其總散熱面積：0.045×3×86×10=116.1O

改造后變壓器使用的片式散熱器為PC-2800/22型號，每變壓器按24臺計算。其總散熱面積為：0.52×2.8×22×24=768.7O。改造前后散熱面積增加為768.7-116.1=652.6O，散熱面積擴大了6倍。使改造后變壓器的運行溫度在相同技術(shù)條件和環(huán)境下條件運行時(shí)可降低10-18度以上。

2.節能降噪

改造前變壓器使用YF-100型號冷卻器，每臺損耗4.5kW，按10臺計算總損耗為45kW，每年耗電量按6000H計算為270000KWH。舊冷卻器運行噪音高達90dB左右。

改造后變壓器使用PC-2800/22型號片式散熱器，每?jì)擅嫒镀褂靡慌_0.55kW風(fēng)扇電機進(jìn)行散熱。因此，耗電量可以減少85%以上，大大節約能源。因風(fēng)扇電動(dòng)機選用DBF—7Q8型號低噪音電動(dòng)機，所以運行噪音只有60dB左右，這樣大大降低噪音，符合國際標準和環(huán)保要求。

3.減少運行成本和維護工作

變壓器冷卻系統改造后，使運行成本和工和維護量有明顯減少。改造后變壓器減少潛油泵、電電動(dòng)機、流速繼電器、減少碟閥和各種密封膠墊及滲漏點(diǎn)，防滲漏性能大大提高。外形結構美觀(guān)大方，減少了變壓器缺陷和故障的發(fā)生幾率，進(jìn)而擔高變壓器運行質(zhì)量，確保變壓器安全運行。同時(shí)，減少運行維護工作量，從而降低了變壓器運行成本。改造后變壓器在相同條件下運行，使用壽命也有相應提高。

至于110kV以下變壓器冷卻改造，方法是將帶風(fēng)扇電動(dòng)機扁管冷卻散熱系統，改造為片式自然冷卻散熱系統。改造后的片式自然冷卻散熱系統，不但增加了散熱面積達人50%以上。而且去除了風(fēng)扇電動(dòng)機后，使輔機節能達100%，降低噪音也達30%左右，變壓器運行溫度也降低了10度以上，這樣變壓器使用壽命得到提高，保證了電網(wǎng)安全運行。

六、結束

綜上所述，變壓器冷卻系統的更新改造，使變壓器運行溫度可有明顯降低和改善。變壓器滲漏沒(méi)現象也大為減少、輔機損耗和運行噪音顯著(zhù)降低，達到了變壓器冷卻系統的節能降噪的目的。所以在以后變壓器冷卻系統節能降噪的更新改造工作中，只要把改造工作做細、做得合理，所產(chǎn)生的社會(huì )效益、經(jīng)濟效益是很可觀(guān)的。我們要充分利用現有變壓器資源，把變壓器風(fēng)冷卻系統改造工作做到投資少、見(jiàn)效快，大力推廣改造應用技術(shù)，在改造過(guò)程中不斷創(chuàng )新，為增強電力輸出能力、緩解供電壓力、保證電力系統安全經(jīng)濟運行做出貢獻。