周寧電站#1主變壓器冷卻器改造

(寧德電力開發(fā)有限公司 福建 寧德 352000)

一、前言

周寧水電站總裝機容量2×125MW，發(fā)變組為單元式接線，變壓器冷卻方式強迫油循環(huán)水冷。主變冷卻器型號為東屋YSPG-160型強油循環(huán)水冷卻器，是一種防堵型雙重管變壓器冷卻裝置，額定冷卻容量160kW，設計水壓1.0MPa，額定油流量50m3/h，額定水流量20m3/h，入口油溫70℃，入口水溫30℃。

周寧電站主變參數：

二、主變壓器冷卻系統(tǒng)存在問題

主變壓器是發(fā)電廠及變電站最重要的電氣設備之一，主變壓器的安全可靠運行和使用壽命，在很大程度上取決于主變壓器冷卻系統(tǒng)的運行狀況，周寧電站#1冷卻系統(tǒng)自2004年投運以來，已經使用13年，經10多年運行管壁磨損、銹蝕嚴重，且每組都有多根管子被堵死，一旦冷卻器漏水直接影響變壓器安全運行；冷卻器密封件有老化趨勢，柵管內部有淤積污垢，影響熱交換冷卻效果；超過廠家設計壽命，且不能滿足安評及并網要求。因此2018年結合#1主變大修對主變壓器冷卻系統(tǒng)進行技術改造。

三、主變壓器冷卻系統(tǒng)改造思路

冷卻系統(tǒng)改造雖然不需要對變壓器內部結構進行改造，但由于冷卻裝置的冷卻效果的好壞對變壓器的安全運行、使用壽命及內部元件性能有著直接的影響，因此對變壓器冷卻裝置改造的技術要求是非常高的。

冷卻器在原基礎上進行改造，總進出油、水管路不變，只對冷卻器本體進行更換，更換為雙重管冷卻器。改造包括冷卻器本體、盤式油泵(轉速n<1000r/min)、閥門(油、水均采用不銹鋼閥門)、逆止閥(不銹鋼)、水壓差傳感器、油壓傳感器、油溫傳感器、油流繼電器、滲漏報警器等主要部件，冷卻器所需電源線、控制線和信號線均需穿管，并按要求配制防水不銹鋼端子箱，接線端子選用魏德米勒或鳳凰品牌。

以上這些都需要對變壓器內部溫升、油流速度、整體冷卻效果進行分析和計算，對管路進行重新布置設計，這在技術上是完全可行的，對冷卻系統(tǒng)進行技術改造，達到滿足和要求是完全可以實現的。

四、主變壓器冷卻器技術改造方案

周寧水電站主變壓器冷卻器共有5臺冷卻器，冷卻器冷卻器集裝在同兩個基座上，并通過管路分別與變壓器及水源相連。冷卻器集裝由冷卻器主體、流量信號器、滲漏報警器、油溫傳感器、水壓力表、逆止閥、排氣閥、排油閥、連接管路及控制系統(tǒng)等組成。

此次冷卻器的改造采用新型的YSF-160雙重管油水冷卻器。新型雙層管油水冷卻器具有換熱效果好，性能可靠,結構堅固，對溫度和壓力適用范圍大，檢修維護方便等特點。冷卻器能根據主變負荷大小，自動投入或退出運行。每臺冷卻器設置1臺盤式油泵,該油泵具有效率高，性能好，結構緊湊，震動小，噪聲低等特點。油泵JB/T 10112《變壓器油泵》要求油泵軸承采用采用高質量進口E級或D級軸承泵，軸承在正常使用情況下，壽命≥15年。每臺冷卻器出油管安裝帶阻尼功能的逆止閥。逆止閥選用的是加拿大Ritepro公司的Check Rite逆止閥。該閥門具有零泄漏，底壓降，高流通能力，且零部件少，具有安全可靠等特點。在每臺冷卻器進、出水管；進、出水管上安裝優(yōu)質不銹鋼球閥，閥門采用法蘭連接方式，操作方式為手動。能實現在不退出變壓器運行的情況下，對單個冷卻器及其油泵、逆止閥進行拆卸和檢修。

在每臺冷卻器油泵出口端(冷卻器進口端)管路上安裝油流指示器，流量指示器采用TURCK(圖爾克)公司的基于熱導原理的電子式流量傳感器，具有結構簡單，無泄漏，可靠性高等優(yōu)點。為提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命，冷卻器集裝油管路及其法蘭均采用不銹鋼材質。冷卻器油、水管路與系統(tǒng)總進、出管路連接部位均采用法蘭連接。

實施改造時，還對相關的控制回路和二次信號回路進行更新，對冷卻器控制回路、風扇及油泵控制回路、冷卻器相關報警和調閘信號回路都進行合理設計，認真施工，有力的保證了改造后各項功能的實現。

冷卻器系統(tǒng)改造與變壓器大修同時進行，這樣達到事半功倍的效果。

五、主變壓器冷卻器改造后運行情況

周寧電站#1主變壓器冷卻系統(tǒng)改造后經過近半年的運行，對該主變各運行參數與改造前進行了對比，以便對改造效果作出分析。更新改造后，同樣負荷和環(huán)境溫度下，變壓器運行時的油溫平均下降8℃～10℃。冷卻效果明顯增強。

我們用改造后的#1主變與未進行改造的#2主變帶相同負荷數據進行比較如下：

1號主變

發(fā)電機有功124MW100MW80MW發(fā)電機無功8．67Mvar11．34Mvar0．68Mvar主變上層油溫33．1℃28．6℃24．9℃

2號主變

發(fā)電機有功123．2MW106MW82．85MW發(fā)電機無功39．82Mvar18．2Mvar2．47Mvar主變上層油溫36．9℃35．6℃33．4℃

2017年12月至2018年1月，利用周寧電站#1主變大修的機會，進行冷卻器的更換改造工作。2018年2月初投入運行。到目前運行比較穩(wěn)定，沒有出現異常情況。同期同負荷條件下比較，變壓器的溫升下降10℃左右，減少檢修維護工作量、提高設備的安全穩(wěn)定運行等諸多方面達到了預期效果

六、總結

通過對周寧電站#1主變冷卻系統(tǒng)的改造。一方面一號主變冷卻效果明顯提升，保證在夏季高溫大負荷下，變壓器溫升明顯下降；另一方面大大減少因冷卻器堵死的檢修次數，減少維護檢修費用，其長期經濟效益是相當可觀的。

【參考文獻】

[1]王連生，主編.供用電技術.遼寧大學出版社,2009年版

[2]王菊芬，孟浩龍.變壓器油流帶電現象.高電壓技術-期刊,2008年第5期