浅析主变强油循环风冷装置技术升级

郭先标

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西德兴 334224)

浅析主变强油循环风冷装置技术升级

郭先标

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西德兴 334224)

通过升级改造主变强油风冷控制装置，设计并安装一套新的基于PLC实时监控、软硬件完善的主变风冷控制系统，将风机温度和油泵开停状况等对主变至关重要的参数实时反映在主控室，实现风机开停与主变的温度相结合，使控制系统与主变保护有机结合。增强自控与主变保护功能。从而加强对主变温度的控制，保证大负荷电能的供应。

升级改造;主变;强油风冷;控制装置;PLC实时监控;温度;供应

1 引言

大型变压器是变电站主要变电设备之一，它的运行状态直接关系到电力系统的安全运行与供电质量。在正常运行过程中，变压器绕组和铁心的损耗转变为热能，使变压器各部件的温度升高。在油浸式变压器中，散热的工作原理是:铁心和绕组的热量先传给油，然后通过散热器散到周围介质中，从而达到降低铁心与绕组的温度。

而现场变压器的寿命主要取决于变压器的绝缘材料寿命，变压器的绝缘材料寿命随变压器油温的升高将按指数规律减小，由此可见，大型变压器的强油风冷控制装置能否可靠、稳定运行，将直接关系到变压器的寿命，关系到电力系统的安全稳定运行。

2 技术改造背景

原大山变电站2#主变强油风冷装置主要由继电器进行控制，在主控室只能显示温度，不能进行自动控制。近年来2#主变冷却控制系统出现波动，时有故障发生。内部元件渐趋老化，自控系统经常失效，多次出现元件及电气线路故障，威胁主变的安全运行及生产供电。

原大山变电站强油循环风冷装置主控制箱结构过于紧密，容易造成短路，发生过几次相间放电现象。同时油泵开停情况没有实时反映在主控室，在主控室也无法远距离对各组风机进行开停控制［1］。当油温上升至一定值时，现场又无法根据温度的变化自动投入风机，如果温度升高到一定程度，主变线圈的绝缘在几分钟之内就有可能烧毁，同时变压器油也会迅速劣化，造成不可估量的后果。

3 升级改造方案

为确保2#主变安全稳定运行，工程技术人员决定改造升级大山变电站2#主变强油风冷控制装置，设计原理为:采用PLC模块控制，实现实时监控与主动控制。并安装一套新的基于PLC实时监控、软硬件完善的主变风冷控制系统［2］，代替大量的电磁继电器，增大各元器件的防污等级以及相互之间的空间距离，采用高可靠性的PLC为控制核心，用大容量固态继电器替代交流接触器，同时采用穿心式电流互感器采集电机回路的电流，用PLC的软件实现控制、报警和保护功能。以解决散热与防尘之间的矛盾。将风机温度和油泵开停状况等对主变至关重要的参数实时反映在主控室。同时将风机开停与主变的温度有机地结合，增强自控功能，避免控制回路受到强电的干扰［3］。具体改造程序如下:

(1)根据主变冷却系统控制原理，在保留预告信号及保护跳闸的基础上进行电路设计和程序设计，并进行可行性分析。

(2)利用年终检修变压器停运的机会，拆除原有控制系统，对整套装置进行启动、控制、切换、监视、保护等电路设计［4］。

(3)按照设计安装要求，在主变本体上安装单组风机的控制箱并根据图纸要求进行正确接线，对进线电源实施冗余双回路自动切换技术设计及安装。

(4)重新安装风机电源控制柜及接线，并从变电站低压交流配电室引入两路交流控制电源［5］，互为备用，对1－9组风机单台控制箱、控制装置主控制箱实施设计及安装。

(5)在变电站主控室安装可编程序控制器及液晶显示屏，更换新的主变油温温度表。

(6)在主控制室安装调试可触摸液晶显示监视屏。

(7)按照控制原理及要求进行编程、调试，对整套控装置实施调试并验收。

4 升级改造结果与讨论

(1)改造后的风冷装置:自动控制完善，根据油温温度自动启停风机;手/自动切换方便，运行/停止切换方便;油温显示及系统故障报警完善。

(2)由于自动化水平的提高，减轻了值班电工的劳动强度。

(3)通过改造，提高主变强油风冷控制装置的可靠性，保障主变压器的安全稳定运行［6］，增强了工程技术人员的维修技术水平。

5 结论

强油风冷系统的风机是大山变电站变压器的关键辅机。但在实际运行中，变压器因轴流风机可靠性差，风机工况与系统特性不匹配，风机入口处含尘浓度高［7］，造成风机转子有关部件的疲劳与损坏等问题，导致变压器非计划停机或减负荷，影响了变电站的正常运行。

经过升级改造后，将新的风机控制系统与主变保护有机结合，增强了主变保护功能。同时加强了对2#主变温度的控制，保证大负荷电能的供应，提高山上电力系统的供电能力和稳定性，值得在大型变电站主变风冷系统中推广。

［1］陈永波.变压器强油循环强风冷却器控制回路的改造［J］.湖北电力.2009(8):5－8.

［2］刘新平，李宗民，等.基于模糊算法的高精度温度控制系统［J］.电力系统及其自动化学报，2009(12):15－18.

［3］董继民，华峰，等.一种新型大型变压器自适应冷却控制装置［J］.电网技术，2008(1):13－18.

［4］邓世杰.大型变压器风冷却系统的自动控制［J］.变压器，2003，40(10):23－25.

［5］顾绳谷电机及拖动基础［M］.北京:机械工业出版社，2000 (3):11－22.

［6］周志敏，周纪海，纪爱华.变压器实用技术问答［M］.哈尔滨:电子工业出版社，2004.229－243.

［7］李季，罗隆福，许加柱，等.变压器热－磁三维有限元计算［J］.电力系统及其自动化学报，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

郭先标(1962－)男，江西于都人，本科，电气工程师，从事电气技术工作。E－mail:272157166@qq.com