淺析主變強油循環風冷裝置技術升級

郭先標

(江西銅業集團公司德興銅礦，江西德興 334224)

淺析主變強油循環風冷裝置技術升級

郭先標

(江西銅業集團公司德興銅礦，江西德興 334224)

通過升級改造主變強油風冷控制裝置，設計并安裝一套新的基于PLC實時監控、軟硬件完善的主變風冷控制系統，將風機溫度和油泵開停狀況等對主變至關重要的參數實時反映在主控室，實現風機開停與主變的溫度相結合，使控制系統與主變保護有機結合。增強自控與主變保護功能。從而加強對主變溫度的控制，保證大負荷電能的供應。

升級改造;主變;強油風冷;控制裝置;PLC實時監控;溫度;供應

1 引言

大型變壓器是變電站主要變電設備之一，它的運行狀態直接關系到電力系統的安全運行與供電質量。在正常運行過程中，變壓器繞組和鐵心的損耗轉變為熱能，使變壓器各部件的溫度升高。在油浸式變壓器中，散熱的工作原理是:鐵心和繞組的熱量先傳給油，然后通過散熱器散到周圍介質中，從而達到降低鐵心與繞組的溫度。

而現場變壓器的壽命主要取決于變壓器的絕緣材料壽命，變壓器的絕緣材料壽命隨變壓器油溫的升高將按指數規律減小，由此可見，大型變壓器的強油風冷控制裝置能否可靠、穩定運行，將直接關系到變壓器的壽命，關系到電力系統的安全穩定運行。

2 技術改造背景

原大山變電站2#主變強油風冷裝置主要由繼電器進行控制，在主控室只能顯示溫度，不能進行自動控制。近年來2#主變冷卻控制系統出現波動，時有故障發生。內部元件漸趨老化，自控系統經常失效，多次出現元件及電氣線路故障，威脅主變的安全運行及生產供電。

原大山變電站強油循環風冷裝置主控制箱結構過于緊密，容易造成短路，發生過幾次相間放電現象。同時油泵開停情況沒有實時反映在主控室，在主控室也無法遠距離對各組風機進行開?？刂疲?］。當油溫上升至一定值時，現場又無法根據溫度的變化自動投入風機，如果溫度升高到一定程度，主變線圈的絕緣在幾分鐘之內就有可能燒毀，同時變壓器油也會迅速劣化，造成不可估量的后果。

3 升級改造方案

為確保2#主變安全穩定運行，工程技術人員決定改造升級大山變電站2#主變強油風冷控制裝置，設計原理為:采用PLC模塊控制，實現實時監控與主動控制。并安裝一套新的基于PLC實時監控、軟硬件完善的主變風冷控制系統［2］，代替大量的電磁繼電器，增大各元器件的防污等級以及相互之間的空間距離，采用高可靠性的PLC為控制核心，用大容量固態繼電器替代交流接觸器，同時采用穿心式電流互感器采集電機回路的電流，用PLC的軟件實現控制、報警和保護功能。以解決散熱與防塵之間的矛盾。將風機溫度和油泵開停狀況等對主變至關重要的參數實時反映在主控室。同時將風機開停與主變的溫度有機地結合，增強自控功能，避免控制回路受到強電的干擾［3］。具體改造程序如下:

(1)根據主變冷卻系統控制原理，在保留預告信號及保護跳閘的基礎上進行電路設計和程序設計，并進行可行性分析。

(2)利用年終檢修變壓器停運的機會，拆除原有控制系統，對整套裝置進行啟動、控制、切換、監視、保護等電路設計［4］。

(3)按照設計安裝要求，在主變本體上安裝單組風機的控制箱并根據圖紙要求進行正確接線，對進線電源實施冗余雙回路自動切換技術設計及安裝。

(4)重新安裝風機電源控制柜及接線，并從變電站低壓交流配電室引入兩路交流控制電源［5］，互為備用，對1－9組風機單臺控制箱、控制裝置主控制箱實施設計及安裝。

(5)在變電站主控室安裝可編程序控制器及液晶顯示屏，更換新的主變油溫溫度表。

(6)在主控制室安裝調試可觸摸液晶顯示監視屏。

(7)按照控制原理及要求進行編程、調試，對整套控裝置實施調試并驗收。

4 升級改造結果與討論

(1)改造后的風冷裝置:自動控制完善，根據油溫溫度自動啟停風機;手/自動切換方便，運行/停止切換方便;油溫顯示及系統故障報警完善。

(2)由于自動化水平的提高，減輕了值班電工的勞動強度。

(3)通過改造，提高主變強油風冷控制裝置的可靠性，保障主變壓器的安全穩定運行［6］，增強了工程技術人員的維修技術水平。

5 結論

強油風冷系統的風機是大山變電站變壓器的關鍵輔機。但在實際運行中，變壓器因軸流風機可靠性差，風機工況與系統特性不匹配，風機入口處含塵濃度高［7］，造成風機轉子有關部件的疲勞與損壞等問題，導致變壓器非計劃停機或減負荷，影響了變電站的正常運行。

經過升級改造后，將新的風機控制系統與主變保護有機結合，增強了主變保護功能。同時加強了對2#主變溫度的控制，保證大負荷電能的供應，提高山上電力系統的供電能力和穩定性，值得在大型變電站主變風冷系統中推廣。

［1］陳永波.變壓器強油循環強風冷卻器控制回路的改造［J］.湖北電力.2009(8):5－8.

［2］劉新平，李宗民，等.基于模糊算法的高精度溫度控制系統［J］.電力系統及其自動化學報，2009(12):15－18.

［3］董繼民，華峰，等.一種新型大型變壓器自適應冷卻控制裝置［J］.電網技術，2008(1):13－18.

［4］鄧世杰.大型變壓器風冷卻系統的自動控制［J］.變壓器，2003，40(10):23－25.

［5］顧繩谷電機及拖動基礎［M］.北京:機械工業出版社，2000 (3):11－22.

［6］周志敏，周紀海，紀愛華.變壓器實用技術問答［M］.哈爾濱:電子工業出版社，2004.229－243.

［7］李季，羅隆福，許加柱，等.變壓器熱－磁三維有限元計算［J］.電力系統及其自動化學報，2007(1):20－22.

Analysis on Air Cooling Device Technical Upgrading of Main Transformer Oil Circulation

GUO Xian－biao

(Dexing Copper mine，Jiangxi Copper Corporation，Dexing，Jiangxi 334224，China)

Through upgrading the main transformer＇s forced－oil－air cooling control device，design and install a new main air cooling system，which based on PLC real－time monitoring，with perfect software and hardware.the air temperature and oil pump operation and stop condition of main transformer＇s real time crucial parameters could be showed on the main control room，to realize the fan＇s operation combined with the main transformer temperature，enhance the automatic control function.The new wind turbine control system and main transformer protect organic union，make control system and the organic combined with main transformer protection;enhance the main transformer protection function.To strengthen the main variable temperature control，ensure the load power supply.

Upgrading;Main transformer;Forced oil and forced air cooling;Control device;PLC real－time monitoring;Temperature;Supply

TM41

B

1009－3842(2012)05－0066－02

2012－06－14

郭先標(1962－)男，江西于都人，本科，電氣工程師，從事電氣技術工作。E－mail:272157166@qq.com