林鋮宇++王鶯++張曉剛++張軍達(dá)++鄭則誠(chéng)++尚將++吳洪敏++何雨洋++陳家頎++王統(tǒng)
摘 要:鑒于目前現(xiàn)場(chǎng)水沖工作存在的缺陷與問(wèn)題,我們?cè)O(shè)計(jì)出高靈敏度、快速響應(yīng)的XZ二維同步帶側(cè)立結(jié)構(gòu)直線驅(qū)動(dòng)模組,選擇安裝半徑最小、沖洗覆蓋面積最大的十字交叉沖洗方法,實(shí)現(xiàn)了變壓器散熱器自動(dòng)沖洗降溫工作由人工向機(jī)械化的轉(zhuǎn)變,而且保證了在帶電沖洗作業(yè)中的安全,消除了設(shè)備安全隱患,節(jié)省了人力成本。
關(guān)鍵詞:變壓器 散熱器 自動(dòng)沖洗 降溫
中圖分類(lèi)號(hào):TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)10(a)-0102-02
目前,常見(jiàn)變壓器散熱方式主要包括:自冷、風(fēng)冷、強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)油循環(huán)水冷等。XX公司所轄變壓器670臺(tái),其中,采用強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷散熱方式共420臺(tái),占總數(shù)的62.3%。強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷散熱方式變壓器冷卻器的冷卻管帶有較密集的鱗片,鱗片間的空隙較小,較容易被雜物和污穢堵塞,導(dǎo)致變壓器散熱效果不良,尤其在夏季高溫季節(jié),致使變壓器溫度直線上升。
1 現(xiàn)狀分析
根據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》變壓器6℃熱劣化規(guī)則:變壓器在超過(guò)溫升限值的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行,每升高6℃變壓器的使用壽命縮短一半。因此,每年夏季需要對(duì)變壓器冷卻器進(jìn)行沖洗,確保變壓器上層油溫不超過(guò)85℃。變壓器的沖洗工作至少需要3人耗時(shí)2h,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。并且,工作人員需要克服現(xiàn)場(chǎng)高溫酷暑和大量飛塵的惡劣環(huán)境,對(duì)人員工作量和身體素質(zhì)提出了嚴(yán)峻的要求。目前,冷卻器的沖洗主要采用高壓水槍進(jìn)行噴洗。即利用壓力泵將高壓蒸餾水打入噴槍內(nèi),然后由工作人員操作對(duì)冷卻器散熱管進(jìn)行清洗。沖洗過(guò)程中,若噴濺的水珠濺落到帶電設(shè)備上,將引起設(shè)備閃絡(luò),嚴(yán)重威脅工作人員的人身安全。
綜合目前現(xiàn)場(chǎng)水沖工作存在的缺陷與問(wèn)題,班組亟需一種自動(dòng)化的智能機(jī)械裝置來(lái)進(jìn)行變壓器冷卻器的自動(dòng)清洗,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力勞動(dòng)。
2 設(shè)計(jì)方案
2.1 裝置構(gòu)成
該裝置主要由:二維同步帶側(cè)立結(jié)構(gòu)直線驅(qū)動(dòng)模組、步進(jìn)電機(jī)控制器(二軸控制器)、直流高壓水泵、動(dòng)力電池、逆變器組成。該裝置通過(guò)高壓沖噴頭將散熱器鱗片縫隙間污垢沖出,達(dá)到清洗散熱器,恢復(fù)散熱器散熱效率的目的。裝置如圖1所示。
2.2 沖洗方案
沖洗方案有扇形沖洗法、十字交叉法和H形沖洗法3種,經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)對(duì)比,發(fā)現(xiàn):扇形沖洗方式覆蓋面積直方圖呈現(xiàn)右偏型,主要分布范圍是82.2%~85.2%;模擬過(guò)程中,對(duì)裝置的安裝半徑進(jìn)行測(cè)量可達(dá)1.75m。另外,由于移動(dòng)桿只有一個(gè)固定點(diǎn),導(dǎo)致裝置運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定性不強(qiáng)。H形沖洗方式覆蓋面積直方圖呈現(xiàn)右偏型,主要分布范圍是91.2%~94.2%,沖洗死角主要出現(xiàn)在散熱器上、下兩端;模擬過(guò)程中,裝置穩(wěn)定性較高,但是裝置所需材料多,重量大,安裝半徑可達(dá)3m。十字交叉沖洗方式覆蓋面積呈正常型分布,覆蓋面積主要集中在94.0%~94.5%之間,沖洗死角主要出現(xiàn)在水平固定導(dǎo)軌正下方;模擬過(guò)程中,裝置穩(wěn)定性相對(duì)較高。
沖洗方案最終選擇安裝半徑最小、沖洗覆蓋面積最大的十字交叉沖洗方法(圖2)。
3 應(yīng)用效果
經(jīng)試驗(yàn),該裝置不但實(shí)現(xiàn)了由人工向機(jī)械化的轉(zhuǎn)變,而且保證了在帶電沖洗作業(yè)中的安全,消除了設(shè)備安全隱患,節(jié)省了人力成本,保障工作人員的身體健康,提高工作效率(圖3)。
4 效益分析
4.1 社會(huì)效益
該裝置通過(guò)控制箱內(nèi)的控制電路,對(duì)裝置運(yùn)行軌道進(jìn)行時(shí)間節(jié)點(diǎn)和位置節(jié)點(diǎn)設(shè)置,可實(shí)現(xiàn)上下左右前后六向單獨(dú)控制和預(yù)設(shè)軌跡控制。通過(guò)縱向?qū)к墐啥说母邏核疀_噴頭對(duì)散熱器鱗片縫隙間污垢沖出,達(dá)到清洗散熱器,恢復(fù)散熱器散熱效率的目的。填補(bǔ)了機(jī)械自動(dòng)化進(jìn)行變壓器冷卻器自動(dòng)沖洗裝置研發(fā)的空白。
4.2 經(jīng)濟(jì)效益
經(jīng)過(guò)實(shí)際操作并統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出,該成果沖洗一臺(tái)220kV變壓器僅需30min左右,節(jié)省了大量的時(shí)間,提高了工作效率。變壓器冷卻器智能沖洗裝置不但實(shí)現(xiàn)了由人工向機(jī)械化的轉(zhuǎn)變,而且保證了在帶電沖洗作業(yè)中的安全,消除了設(shè)備安全隱患,節(jié)省了人力成本,保障了工作人員的身體健康,提高了工作效率。在應(yīng)用階段,單次水沖工作中自動(dòng)沖洗裝置可比人工作業(yè)節(jié)約很多資金,如果長(zhǎng)期推廣使用,將具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單,工程量小,具有詳細(xì)的使用說(shuō)明和操作標(biāo)準(zhǔn),易于業(yè)內(nèi)推廣。
5 結(jié)語(yǔ)
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的降溫裝置用于變電站中,自動(dòng)沖洗電力變壓器強(qiáng)迫油循環(huán)的風(fēng)冷系統(tǒng)。變壓器冷卻器自動(dòng)沖洗裝置由橫向、縱向?qū)к墶娮?、電機(jī)、控制系統(tǒng)組成。水沖每片散熱片的時(shí)間小于30min/片,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)械沖洗,無(wú)人化作業(yè)。
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