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苏制ТДЧ－250000／500У1型变压器油温偏高的原因分析 |
据了解原苏联生产的ТДЧ－250000／500У1型变压器在我国运行的有53台，都有程度不同的油温偏高的现象，安装于大同第二发电厂的3号主变这种现象尤为突出。该变压器多年来每逢夏季7～9月份上层油温偏高（达72℃时，采取应急措施限制温度上升），3号机组出力受阻，虽采取了许多应急措施，但其根源没有解决，因此有必要对其产生的原因进行分析探讨。
1 影响变压器油温的部分技术参数
1．1 使用环境条件
环境空气最高温度＋40℃；环境空气最低温度－40℃；最大日温差25℃；
年平均当量温度（按原苏联国标ГOCT14209—69）不大于＋20℃；
安装海拔高度不超过1 100 M。
1．2 额定参数
变压器额定容量 250 MVA；
变压器额定电压 525／15．75 kV；最高工作电压 550 kV；
冷却方式 强迫油循环风冷，冷却器总容量为1 080 kW。
1．3 变压器总损耗 830 kW。
1．4 温度规定
1．4．1 按ГOCT3484—77规定的方法进行温升试验时，在额定容量下，超过环境空气温度的允许极限值不应高于下述值：（1）顶层油温55℃；（2）绕组65℃； （3）铁心与结构件表面85℃。
1．4．2 变压器带额定负荷和投入冷却装置在最热的环境（空气温度为＋40℃）下运行时，油箱上层的最高允许温度是＋71℃。
1．4．3 变压器带额定负荷并在环境温度低于＋40℃下运行时，上层油的允许温度根据环境温度和油温超过环境温度＋31℃时的和来确定。
2 原因分析
从上述的技术参数看，大同第二发电厂3号主变适应于制造厂对环境温度的要求。经过反复比较、测算，笔者认为原苏制ТДЧ－250000／500У1型变压器（以下简称3号主变）油温偏高主要有以下因素。
2．1 制造厂最高允许温度极限低于我国行业标准
制造厂规定，变压器在带额定负荷和投入冷却装置在环境温度＋40℃运行时，油箱内上层油温最高允许＋71℃。而我国行标DL／T572—95规定，在上述同样条件下，油箱内上层油温最高允许＋85℃。为遵循制造厂规定，我们只能在当上层油温到达＋71℃及以上时，采取机组降负荷或冷却装置加喷淋等措施。由于3号主变本来器身温度就高，厂家规定的极限值又较我国标准偏低，因此使3号主变温度高的问题更加突出。
2．2 变压器铁心漏磁通大
大同第二发电厂于1997年8月对3号主变进行了吊罩大修。检查发现：该变压器铁心是用冷轧硅钢片制成的三心带旁轭的五柱式结构；低压绕组是由换位导线绕成的螺旋型绕组；高压绕组是纠结连续式的、中部出线。绕组之间的主绝缘是油间隙和用板做成的，相互用板条隔开的圆形纸筒，轭绝缘也是油栅间隙。这些油（栅）间隙对变压器器身的散热起到关键的作用。经检查发现，该变压器铁心硅钢片的叠放、插板工艺较差，对接缝过宽（约2 mm），因此使变压器铁心漏磁通增大，铁损增加，导致铁心进一步发热。
2．3 冷却器的设计、安装不合理
2．3．1 风叶设计不合理
（1）风扇电机的风孔直径D为800 mm，风孔中心有D为500 mm的圆板堵塞，并作为风扇风叶的支撑板，剩下只有150 mm长度作为风叶的尺寸，因此，风叶短，风量小（风量的大小与风叶的长短成正比）是变压器油温高的主要原因之一。
（2）常规设计D800的风孔应该是D800的通风道，但该冷却器风孔中心由于有D500的圆板堵住，使其通风道仅有150 mm的圆周道，因此，风道狭窄。
（3）风扇的风叶为内外、动静双排、逆向对流结构，此结构是将风扇产生的风在冷却器内部产生旋转风从内向外（从后向前）排放（我国及日本变压器冷却器的风扇为单排直通式风向）。由于风量小、风道狭窄，旋转风通过狭窄的风道在宽大的散热器空间极易造成死区，使冷却风不到位，冷却效果变差。
2．3．2 散热器管排列过密
散热器散热管的排列过密，排列厚度过宽（6排），使散热管之间的缝隙过小，有效通风量太小，虽然风叶的数量相当多、风压大（风叶数量与风压成正比），但再大的风压对于一个近似不通风的墙壁而言，其通风效果也就不言而喻。
2．3．3 冷却器结垢严重
冷却器由于运行年久，杂物及尘土、腐蚀等原因结垢严重，由于散热管排列紧密、排管厚等原因，在机组大小修时，无法将内侧的散热管之间和翅片之间的污秽、结垢等冲洗干净，影响了散热效果。
2．3．4 冷却器安装位置不佳
冷却器安装在变压器本体南北两侧，离本体距离较近（约2 m），冷却器的进风区即为油箱的散热区，因此冷却器进风区温度较高，是冷却效果不佳的外因。
2．3．5 冷却器容量不足
设计要求，变压器冷却器的设计使用容量≥变压器总损耗的15％。而3号主变冷却器总容量（包括备用）为1 080 kW，减去备用容量180 kW，冷却器的实际使用容量应为900 kW；变压器的总损耗为830 kW。从计算看，冷却器的设计使用容量小。按设计要求，冷却器组的个数N为：
N≥（Pe＋Pe×15％）／PN （N取正整数）
式中 Pe——变压器总损耗，kW；
PN——冷却器单组容量，kW。
将以上数值代入公式计算得，N＝6，说明冷却器不包括备用的应该至少为6组，而3号主变冷却器不包括备用的实际为5组，即5组180 kW的冷却器对于3号主变来说欠容量，是变压器油温过高的另一个主要原因。
3 改进建议
由于变压器油箱内部器身属制造厂设计、构造的定型产品，改造难度大、所需费用高、停电工期长，需返回到变压器专业制造厂进行改造，因此，对变压器器身的改造是不可能的了。可行的方案是：与变压器制造厂和专业冷却器制造厂联系，重新核算冷却器的所需使用容量；对冷却器的结构进行改进，或将现有的冷却器全部更换。新冷却器的设计可从上面原因分析中存在的问题有针对性地进行改进。这里值得一提的是：在设计冷却器容量时，由于该变压器铁心漏磁通大、铁损大，新冷却器的使用设计容量可以考虑充足的裕度，但在考虑容量以及油流量、冷却器联管的长度和走向时，应充分考虑变压器油的流速。为防止油流带电，油流速不宜大于0．6 m／s。只要我们抓住重点、找准原因，有的放矢，ТДЧ－250000／50У1型变压器油温偏高的问题就一定能彻底解决。（中华电力网）
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| 【打印】 更新时间：2008/2/26 12:31:42 浏览次数：2495 次 【返回列表】 |
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