【原理】變壓器冷卻系統(tǒng)原理及控制
2021年8月20日 13:36瀏覽：6820
當變壓器的上層油溫與下層油溫產生溫差時，形成油溫對流，并經冷卻器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器運行溫度的作用，防止變壓器長期處于高溫狀態(tài)，造成絕緣老化，影響設備的供電可靠性。
絕緣壽命的六度法則：當變壓器繞組溫度在80～140℃ 范圍內，溫度每升高6℃ ，其絕緣老化速度將增加一倍，即溫度每升高6℃ ，其絕緣壽命就降低1/2。
⑴油浸式自冷：將變壓器的鐵芯和繞組直接浸入變壓器油中，經過油的對流和散熱器的輻射作用，達到散熱的目的。
⑵油浸式風冷：在油浸式自冷的基礎上，散熱片上加裝風扇，在變壓器的油溫達到規(guī)定值時，啟動風扇，達到散熱的目的。
①強迫油循環(huán)風冷式：這種方式是用油泵強迫油加速循環(huán)，經散熱器風扇使變壓器的油得到冷卻。
②強迫油循環(huán)水冷式：這種方式是用油泵強迫油加速循環(huán)，通過水冷卻器散熱，使變壓器的油得到冷卻。
③強迫油循環(huán)導向冷卻式：以強迫油循環(huán)的方式，使冷油沿著一定路徑通過繞組和鐵心內部以提高散熱效率的冷卻方法。
⑷水內冷式：水內冷變壓器的繞組是用空心銅線或鋁線繞制成的，變壓器運行時，將水打入繞組的空心導線中，借助水的循環(huán)，將變壓器中產生的熱量帶走。
變壓器的冷卻方式是由冷卻介質和循環(huán)方式決定的；由于油浸變壓器分為油箱內部冷卻方式和油箱外部冷卻方式，因此油浸變壓器的冷卻方式是由四個字母代號表示的。
與繞組接觸的冷卻介質：O-礦物油或燃點大于300℃的絕緣液體
F-冷卻設備中是強迫循環(huán)，繞組內部是熱對流循環(huán)；
D-冷卻設備中是強迫循環(huán)，主要繞組內是強迫導向循環(huán)
ONAN：冷卻方式為內部油自然對流冷卻方式，即通常所說的油浸自冷式
1、電源的自動控制：冷卻系統(tǒng)采用兩個獨立電源供電，其中一個工作，一個備用。當工作電源發(fā)生故障時，備用電源自動投入；當工作電源恢復時，備用電源自動退出。工作或備用電源故障均有信號。
2、工作冷卻器控制：每個冷卻器都可用控制開關手柄位置來選擇冷卻器的工作狀態(tài)，即工作、輔助、備用、停運，運行靈活，易于檢修每個冷卻器。
3、冷卻器的油泵和風扇電動機回路設有單獨的接觸器和熱繼電器，能對電動機過負荷及斷相運行進行保護。另外每個冷卻器回路都裝設了自動開關，便于切換和對電動機進行短路保護。
4、備用冷卻器的控制：當運行中的工作、輔助冷卻器發(fā)生故障時，能自動啟用備用冷卻器。
5、輔助冷卻器的控制：變壓器上層油溫或繞組溫度達到一定值時，自動啟動尚未投入的輔助冷卻器。
6、變壓器投入電網(wǎng)時，冷卻系統(tǒng)可按負荷情況自動投入相應數(shù)量的冷卻器；切除變壓器及減負荷時，冷卻系統(tǒng)能自動切除全部或相應數(shù)量的冷卻器。
7、信號回路：所有運行中的冷卻器發(fā)生故障時，均能發(fā)出故障信號。
8、冷卻器全停時主變的保護回路：當兩電源全部消失，冷卻裝置全部停止工作時，可根據(jù)變壓器上層油溫的高低，經一定時限作用于跳閘。
⑵當工作電源發(fā)生故障時，備用電源自動投入；
⑴變壓器投入電網(wǎng)時，自動投入冷卻器；切除變壓器時，自動切除全部冷卻器。冷卻器的油泵和風機回路有單獨的接觸器和熱繼電器，能對電動機過負荷及斷相運行進行保護。
⑵當運行中的工作冷卻器發(fā)生故障時，能自動啟用備用冷卻器。
⑴變壓器上層油溫或繞組溫度達到一定值時，自動啟動尚未投入的輔助冷卻器。
⑵當運行中的輔助冷卻器發(fā)生故障時，能自動啟用備用冷卻器。
當工作冷卻器或輔助冷卻器出現(xiàn)故障時，從而停止工作冷卻器或輔助冷卻器，同時接通備用冷卻器電源，使備用冷卻器投入運行，保證變壓器的油溫在合格范圍內。
當運行中的工作工作電源、操作電源發(fā)生故障時，發(fā)就地指示燈信號和遙信信號。
當運行中的工作、輔助、備用冷卻器發(fā)生故障時，發(fā)就地指示燈信號和遙信信號。
當兩段電源全部消失，冷卻裝置全部停止工作時，可根據(jù)變壓器上層油溫的高低，經一定時限作用于跳閘。
強油循環(huán)變壓器冷卻系統(tǒng)投切原則：
冷卻器在變壓器投運前先投入運行，其提前投入時間及變壓器運行后空載和不同負荷情況下應投入的臺數(shù)，按該變壓器的產品說明書執(zhí)行。變壓器停運時應先停變壓器，冷卻裝置運行一段時間再停，使變壓器油和繞組溫度充分降低。
達到55度啟動奇數(shù)冷卻器風扇，45度返回；
達到70度啟動偶數(shù)冷卻器風扇，65度返回。
由于在油溫40℃左右時，油流帶電傾向性最大，因此變壓器可通過控制油泵運行數(shù)量來盡量避免變壓器絕緣油運行在35℃～45℃溫度區(qū)域。
油流帶電：在強迫油循環(huán)的大型，由于變壓器油流過絕緣紙及絕緣紙板的表面時，會發(fā)生油流帶電力變壓器中靜電現(xiàn)象，簡稱油流帶電。
1、合上交流室站用電饋線屏“主變冷卻系統(tǒng)電源I、II”開關；
2、將冷控操作箱中的“冷卻器信號燈開關SL”切到“投入”位置；
3、檢查冷控操作箱中的“冷卻器投入方式開關SA2”在“試驗”位置；
4、將冷控操作箱中的“冷卻器電源開關SA”切到“I工作 II備用”或“II工作 I備用”位置；進行冷控電源I、II的切換操作，檢查電源切換回路完好。
5、將各冷卻器的“工作方式開關ST1--STN”按運行規(guī)程切至“工作”、“輔助”、“備用”位置；檢查工作冷卻器運轉正常；
2、將各冷卻器的“工作方式開關ST1--STN” 切至“停用”位置；
3、將冷控操作箱中的“冷卻器電源開關SA”切至“停用”位置；
4、斷開交流室站用電饋線屏“主變冷卻系統(tǒng)電源I、II”開關。
DL/T572-1995《電力變壓器運行規(guī)程》中明確規(guī)定：“強油循環(huán)風冷和強油循環(huán)水冷變壓器，當冷卻系統(tǒng)故障切除全部冷卻器時，允許帶額定負載運行20min。如果20min后頂層油溫尚未達到75℃，則允許上升到75℃，但在這種狀態(tài)下運行的最長時間不得超過1h”
2、 發(fā)生冷卻器全停時，變電運行值班人員應進行的檢查和處理工作：
（1）檢查故障變壓器的負荷情況，密切注意變壓器繞組溫度、上層油溫情況。
（2）立即檢查工作電源是否缺相，若冷卻裝置仍運行在缺相的電源中，則應斷開連接。
（3）立即檢查冷卻控制箱各負荷開關、接觸器、熔斷器、熱繼電器等工作狀態(tài)是否正常，若有問題，立即處理。
（4）立即檢查冷卻控制箱內另一工作電源電壓是否正常，若正常，則迅速切換至該工作電源。
（5）若冷卻控制箱電源部分已不正常，則應檢查所用電屏負荷開關、接觸器、熔斷器，檢查所用變高壓熔斷器等情況，對發(fā)現(xiàn)的問題作相應處理。
來源：網(wǎng)絡
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