220KV變壓器冷卻系統技術(shù)改進(jìn)
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我省花山變電站220KV變壓站1號主變是90年代的產(chǎn)品，至今己運行了20多年。2003年，該主變經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)從無(wú)載調壓改為有載調壓。經(jīng)多年的運行，該變壓器冷卻系統逐漸暴露出一系列問(wèn)題：冷卻系統冷卻效率下降，造成變壓器本體油溫偏高，同比2號主變上層油溫要高9至10攝氏度;潛油泵、風(fēng)扇電機進(jìn)入故障高發(fā)階段，冷卻系統滲漏油缺陷較多等。近幾年來(lái)，冷卻系統的缺陷每年達十多次，嚴重影響主變的安全可靠運行，同時(shí)，增加了檢修工作量。潛油泵燒壞還導致主變壓器本體油中有微量乙炔;冷卻系統風(fēng)扇噪音過(guò)大，1號主變又靠近主控制室，惡化了值班人員的工作環(huán)境。
二、冷卻系統改進(jìn)經(jīng)過(guò)
2.1冷卻系統改進(jìn)后應達到的要求
冷卻系統改進(jìn)后，當變壓器滿(mǎn)負荷運行時(shí)，環(huán)境溫度為+40。C時(shí)，主變壓器上層油溫不超過(guò)+70。C，上層油溫不大于30K，冷卻系統總噪聲要比原來(lái)噪聲有大的降低。
2.2冷卻器型號及組數的確定
1號主變壓器有關(guān)技術(shù)參數：型號OSFPSZ7—120000/220，產(chǎn)品代號1CB710。001，冷卻方式ODAF，負載損耗Pg-z=312.64KW、Pg-d=260.6KW、Pz-d=361.77KW，空載損耗Po=49.13KW。
原來(lái)采用七組YF—120型冷卻器，沿變壓器長(cháng)軸方向布置，面對變壓器高壓側右邊三組，左邊四組。改造后的冷卻系統準備使用YF1—200型冷卻器，所需冷卻器數量計算如下：
(1) Ng-z=1.15P1/KQ+1(備用)=1.15X(312.64+49.13)/0.8X200+1=2.6+1=3.6(組)
(2) Ng-d=1.15P2/KQ+1(備用)=1.15X(260.6+49.13)/0.8X200+1=2.2+1=3.2(組)
(3) Nz-d=1.15P3KQ+1(備用)=1.15X(361.77+49.13)/0.8X200+1=2.95+1=3.95(組)=4組.
注：P—總損耗KW(P1=Pg-z+Po、P2=Pg-d+Po、P3=Pz-d+Po)
Q—冷卻器的標稱(chēng)冷卻容量KW。
K—為修正系統：考慮該變電站的海拔高度大于1000M及夏季環(huán)境最高溫度為40*C1號主變最高上層油溫為70*C取K=0.8。
根據以上計算結果，決定選用四組YF1—200型冷卻器來(lái)進(jìn)行冷卻系統改造。冷卻器布置方式與原來(lái)的保持不變，即在主變長(cháng)軸方向兩邊各擺放兩組冷卻器，每?jì)山M冷卻器采用一組集中支架，用φ125管道將集中支架與主變油箱進(jìn)行連接。
2.3冷卻系統改造效果理論計算
2.3.1原冷卻系統理想工作狀況點(diǎn)的確定
通過(guò)冷卻系統阻力與潛油泵流量的關(guān)系曲線(xiàn)及潛油泵的揚程特性曲線(xiàn)可以確定冷卻系統的理想工作狀況點(diǎn)。改造前冷卻系統的布置方式為面對高壓側在主變的長(cháng)軸方向左側集中擺放四組YF—120型冷卻器，右側集中擺放三組YF—120型冷卻器，共計七組YF—120型冷卻器對主變進(jìn)行冷卻。以左邊四組集中冷卻器為依據進(jìn)行阻力計算(忽略主變本體內部阻力)。每組YF—120冷卻器參考油流量選為Ql=40m³/h;四組冷卻器總油流量為Q=4X40=160m³/h，由主變到四組集中冷卻器的管道為兩進(jìn)兩出，管道公稱(chēng)口徑為Φ125，得出每根管道的流量為80m³/h。經(jīng)過(guò)計算可得出系統阻力ΔP與每根管道總流量Q′V1的關(guān)系為(計算過(guò)程略)：
Δ P1=1.643X10Q′Vl
根據上式可得出系統阻力ΔP1、每根管道總流量Q′v1及單只油泵流量Qvl的關(guān)系如表1所示
由表一數據繪出系統阻力ΔP1與油泵流量QVl的關(guān)系曲線(xiàn),與所用的潛油泵(QB40—160/3.0T)的揚程特性曲線(xiàn)就可以確定原YF—120型冷卻系統的理想工作狀況點(diǎn)為G1(忽略主變本體內部阻力)，見(jiàn)圖1，(圖中紅色數字和曲線(xiàn)所表示的圖形)。
當四組YF—120冷卻器一側的冷卻器全部運行時(shí)每組冷卻器理想工作流量為G1=49.6m³/h，根據“強油風(fēng)冷卻器的選用及計算”查得YF—120的參考冷卻容量為110KW。
2.3.2 改造后冷卻系統理想工作狀況點(diǎn)的確定
按照改造后方式，以主變一側兩組集中冷卻器為依據進(jìn)行阻力計算(忽略主變本體內部阻力)。每組YF1—200型冷卻器參考油流量選為Q′12=80m³/h，兩組冷卻器總油流量為Q=2X80=160m³/h。由主變到兩組集中冷卻器的管道為兩進(jìn)兩出，管道公稱(chēng)口徑為Φ150，得出每根管道的流量為80m³/h，經(jīng)過(guò)計算可得出系統阻力ΔP1與每根管道總流量Q′Vl的關(guān)系為(計算過(guò)程略)：
Δ P1=5.8X10³Q′²Vl
根據上式可得出系統ΔP2、每根管道總流量Q′Vl及油泵流量QVl的關(guān)系如表2所示。
由表二數據繪出系統阻力ΔP2與油泵流量QVl的關(guān)系線(xiàn)，與備選潛油泵(6BP135—4.6/3V及6BP80—4.5/2.2V)的揚程特性曲線(xiàn)就可以確定改造后的YF1—200型冷卻系統的理想工作狀況點(diǎn)分別為G2、G3(忽略主變本體內部阻力)，見(jiàn)圖二。(見(jiàn)圖中黑色線(xiàn)表示的曲線(xiàn))
當變壓器一側的兩組YF1—200冷卻器全部運行時(shí)，每組冷卻器理想工作流量分別為：
G2=99.1m³/h; G3=85.8m³/h
2.3.3潛油泵的選擇
根據阻力計算結果，改造前后主變到集中支架之間的管道油流量均為80m³/h，改造前后管道的阻力分別為11.615KPa和5.56757KPa(計算過(guò)程略)?？梢钥闯龈脑烨暗淖枇ζ呤怯捎诠艿老到y中存在兩個(gè)直角彎管。另外從阻力特性線(xiàn)圖1、圖2的對比看出，改造后比改造前的阻力要低。
由阻力特性曲線(xiàn)圖2得出(在同等條件理想狀態(tài)下)：使用6PB135—4.5/2.2V油泵時(shí),油流量為85.8m³/h;使用6PB135—4.6/3V油泵時(shí)，油流量為99.1m³/h;如考慮主變內部阻力，6PB80—4.5/2.2V油泵油流量會(huì )更低,不能充分發(fā)揮冷卻器的冷卻能力。只有采用6PB135—4.6/3V油泵才是最隹選擇，因該油泵的揚程特性比較平穩，能較好的發(fā)揮冷卻器的冷卻能力。
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