110kV电力变压器现场改造.pdf

110kV电力变压器现场改造 龚国勤 周进 陈挺 绍兴电力局 浙江 绍兴 312000 摘要 分析了老旧变压器在运行维护中的问题 提出了变压器改造的施工方案及技术要点 关键词 变压器 冷却器 开关 中图分类号 TM406文献标识码 B文章编号 1001 8425 2010 01 0069 03 On Site Modification of 110kV Power Transformer GONG Guo qin ZHOU Jin CHEN Ting Shaoxing Electric Power Bureau Shaoxing 312000 China Abstract The problems in operation and mainenanec of old transformers are analyzed The construction scheme and technical points of transformer modification are presented Key words Transformer Cooler Tap changer 1 前言 变压器是否安全可靠运行 直接影响到用户的 用电负载 随着电网的快速发展 一些老旧变压器在 运行中暴露出许多问题 已经无法用简单维护来彻 底解决 必须对其进行改造 以提高变压器运行的可 靠性和经济性 2 变压器有载分接开关改造 2 1变压器有载分接开关改造的必要性 1 变压器有载分接开关是变压器油箱内唯一 带电运行的部件 也是变压器故障较多的部件 其运 行可靠性直接影响到变压器的安全运行 2 上世纪90年代初期的电力变压器所用的有 载分接开关多为SYXZ型有载分接开关 一般已运 行十多年 其内部机械结构 绝缘结构 密封部件已 老旧 其可靠性差的特点在日常使用中逐渐暴露出 来 随着电力负载的日益增大 电力用户及电力部门 对电能质量的要求越来越高 有载分接开关的动作 次数将越来越多 对有载分接开关的可靠性提出了 更高要求 2 2变压器有载分接开关改造的可行性及要求 1 采用安全可靠的有载开关替代原来的开关 是解决问题的有效办法 2 目前常用的替代开关一般为V型开关 3 有载开关选型时调压级数 电压等级等与原 有开关相同 分接开关额定电流可选择为变压器高 压绕组额定电流的1 3倍 有载分接开关订货时要 求开关制造厂详细核对替代开关与原开关的各部尺 寸 如将中间法兰的直径缩小100mm左右 防止安 装时中间法兰碰到变压器油箱的圆形拱顶等 2 3变压器有载分接开关改造技术要点 1 有载分接开关及添加引线 绝缘件在安装 前 需按工艺进行干燥处理 并存放在密封的容器 中 抽真空后 充入氮气 并保持对外部环境的正压 以防受潮 2 引线连接均采用冷压接工艺 在连接完成后 采取圆整化措施进行屏蔽 防止尖角放电 用专用耐 热皱纹纸进行绝缘包扎 3 依据吊罩的环境湿度 严格控制器身暴露时 间 在空气相对湿度超过75 时禁止吊罩 器身在 空气中暴露的时间在空气相对湿度不大于65 时 不超过16h 当湿度不大于75 时不得超过12h 器 身暴露时间是从变压器放油时起至开始抽真空或注 油时为止 2 4变压器有载分接开关改造实例 依照上述改造方法 我局完成了一台主变型号 为SFSZ8 31500 110 有载分接开关型号为SYXZ TRANSFORMER 第 47 卷 第 1 期 2010 年 1 月 vol 47 January No 1 2010 第 47 卷 110 200 7的1990年出厂变压器有载分接开关改 造工作 改造前该主变有载分接开关主要存在以下 缺陷 1 分接开关筒体内漏 2 有载分接开关电动操作机构滑挡 3 有载分接开关选择开关触头未完全到位 针对以上缺陷更换了型号为FY30 350Y 35 1007的有载分接开关 通过改造消除了缺陷 使变 压器更加安全 可靠地运行 3 现场改造电力变压器冷却方式 3 1现场改造电力变压器冷却方式的必要性 冷却方式为油浸风冷方式的变压器的冷却系统 由散热器和风扇组成 此类变压器由于风扇电机的 存在给该类变压器的安全经济运行带来许多问题 其缺点主要有以下几点 1 风扇电机可靠性较差 经常发生故障 维修 工作量大 2 控制风扇电机的继电器及温度计容易损坏 3 风扇电机产生的噪音不符合环保要求 4 冷却器的密封面多 易渗漏 为了解决风冷式变压器的上述弊端 笔者作出 改进设想 取消风扇电机 将管式散热片改成片式散 热片 增加散热面积 改风冷式变压器为油浸自冷式 变压器 将冷却方式由油浸风冷改为油浸自冷后 因 不需要风扇电机 风冷控制箱及风扇自动投切控制 温度计 大大减少对变压器的运行维护工作量 另外 可以显著降低变压器运行成本和运行噪音 同时使 变压器变得更清洁 3 2现场改造电力变压器冷却方式的可行性 1 油浸风冷和油浸自冷的油流循环都是自然 循环 而不是强迫油循环 强迫油循环属于高速循 环 其冷却效果除取决于冷却器外 还与流速及管路 系统密切相关 而自然油循环的冷却效果则几乎完 全依赖于冷却前和冷却后油的温差 即油的密度差 形成的对流 也就是说 发热体一定 散热体散热量 相近 则冷却效果也相近 因风冷变压器改为自冷变 压器时 并没有改变发热体 变压器器身 那么只要 改造后的散热量不小于原有散热体 则原有散热管 路系统对现在的冷却系统应该是适用的 现在的冷 却效果也就不会比原来差 2 无论风冷或自冷 变压器的发热源和发热能 量是一致的 冷却介质及循环方式完全一样 油循环 的进 出口途径完全一样 因此 只要改造前变压器 没有死油区 改造后的变压器也不会存在死油区 3 将管式散热片改成片式散热片 增加了散热 面积 减少了冷却器的密封面 使散热冷却效果提 高 同时减少了散热器的渗漏点 3 3变压器冷却方式改造技术要点 3 3 1前期准备 1 提供电力变压器外形参数 负载损耗及空载 损耗数据 计算油平均温升 顶层温升和绕组温升 值 以确定理论上改造后的有关参数是否符合有关 要求 2 根据理论上计算值及变压器外形参数 确定 散热器片数 组数 安装排列方式的方案 3 根据方案进行片式散热器等订货 集油管等 零部件的加工制造 3 3 2用片式散热器替代原来的管散及电机风扇注 意要点 1 片式散热器的型号 规格 数量 必须依据原 变压器的容量 损耗和温升等数据 经过严格的计算 和设计 2 改造后的冷却系统由于自重较大 所以必须 设计可靠的支撑结构 3 片散与油箱之间用集油管过渡 4 改造后变压器的油量要增加 3 3 3工艺保障 1 确保安装尺寸的准确 由于原变压器为管式散热器直接悬挂于本体 其连接法兰可能存在安装位置不在同一条直线 安 装法兰面不在同一平面的问题 因此 集油管与油箱 相连的连接管均需采用现场配制的方法 具体步骤 为 先将连接管安装在油箱法兰上 然后将上 下集 油管用模具连成一体 对其水平度 片散安装尺寸 片散安装面进行测量和校正并与已安装的连接管进 行配焊 2 确保无金属异物带入本体 在集油管气割开 孔后 进行彻底打磨 确保无飞边毛刺 在集油管与 管接头配焊完成后 将集油管直立并用铁锤敲击 使 异物震出 然后用毛巾对管接头和集油管内进行擦 拭 用清洁的变压器油进行冲洗 4 改造实例 依照上述改造方法 我局完成了一台型号为 SFZ8 31500 110的变压器风冷改自冷工作 改造前 该主变冷却器主要存在风扇电机经常发生烧损 噪 音较大 控制风扇电机温度计指示不准确 热继电器 和交流接触器经常烧坏 冷却器的渗漏油现象较多 等缺陷 70 龚国勤 周进 陈挺 110kV电力变压器现场改造第 1 期 SFZ8 31500 110变压器改造方案如下 1 原始技术数据为 负载损耗为189 600W 空 载损耗为37 100W 附加温升为9K 油箱面积为 30m2 高压侧片散组数为9组 每组片数为24片 中 心距为2 200mm 片散宽度为535mm 自冷面积为 30 51m2 低压侧与高压侧相同 2 计算温升结果 总散热面积 S 30 51 9 30 51 9 30 579 18m2 热负荷计算 q负 189 600 1 032 37 100 579 18 401 9 油平均温升计算 平均 0 295 q负 0 8 35 7K 油顶层温升计算 顶层 1 2 35 7 9 51 8K 3 由以上计算可见 油顶层温升51 8K 55K 完全满足标准要求 5 改造后的效果 1 冷却效果 改造前后对比 变压器温差相近 自冷散热效果良好 2 经济效益 每台风扇电机年运行200天计算 则 取消一台风扇电机一年可节电 0 25 24 200 1 200kW h 完成改造后一台变压器一年可总节电 1 200 18 21 600kW h 节约烧毁电机损失费 1 000元 台 3 运行维护 改造后无风扇电机以及冷却器控 制回路的维护工作量 变压器运行噪声大为降低 外 观更加整洁美观 4 密封性能 密封环节数量大大下降 有效地 减少了渗漏点 密封性能得到很大改善 6 结束语 对变压器进行有载分接开关和风冷改自冷的同 时 可安排进行其他改造 换装工作 如CVT升高座 出线端子改环氧一体化出线板 储油柜 套管换装 本体侧蝶阀换装等 这些改造在吊罩前后的拆装工 作时可交叉进行 总的施工时间基本不变 由此可见 笔者提出的电力变压器现场改造方 案对变压器实施改造 达到了节能 降噪 减少维护 工作量 使变压器更加安全 可靠 经济的运行 适应 变电站无人值班运行等目的 并具有一定的社会和 经济效益 对于经常运行负载不超过70 的油浸风冷变 压器 正常运行中可按自冷方式运行 风扇电机停 运 当负载超过70 或室外温度较高时可启动风扇 电机对变压器加强冷却 冷却器的改造要因地置宜 收稿日期 2008 10 09 作者简介 龚国勤 1968 男 浙江绍兴人 浙江省绍兴电力局变压器检修工程师 长期从事变压器类设备的安装和检修工 作 周进 1985 男 江苏南通人 浙江省绍兴电力局变压器检修助理工程师 从事变压器检修工作 同判断故障部位 以免误判 5 3高压套管将军帽备品备件管理 应准备一些将军帽密封圈作为备品备件 参考文献 1 DL T573 1995 电力变压器检修导则 S 2 DL T664 1999 带电设备红外诊断技术应用导则 S 3 舒均盛 大型变压器进水原因分析及预防措施 J 电工技 术 2007 4 17 19 4 范乃兵 防止变压器高压套管进水的方法 J 电力安全技 术 2003 5 3 38 5