变压器冷却系统
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变压器冷却器工作原理
变压器冷却器是用于冷却变压器的一种装置,其工作原理可简单描述如下:
变压器冷却器一般采用风冷或油冷的方式进行冷却。
风冷变压器冷却器主要通过自然对流或强制风扇冷却来降低变压器温度。
油冷变压器冷却器则是通过循环冷却油来实现。
风冷变压器冷却器中,变压器的主体通常被设计成一个具有散热器翅片的金属箱体。
通过将凉爽的空气经过散热器翅片引导,在翅片上产生对流,从而将浸在翅片中的热量带走。
这种对流通常是由于热气体的密度低于冷气体,使得热空气上升,而冷空气下沉产生的。
油冷变压器冷却器中,变压器的主体被浸泡在绝缘油中。
绝缘油除了用于绝缘和冷却外,还起到了传输热量的作用。
冷却油被泵送到变压器内部进行循环,通过冷却油与变压器主体的接触面积较大,使得变压器内部产生的热量能够迅速地传递到冷却油中。
随后,冷却油被送回冷却器进行冷却,循环传输热量。
无论是风冷还是油冷变压器冷却器,其作用都是将变压器产生的热量散发出去,使得变压器能够保持正常的工作温度。
这样不仅可以延长变压器的使用寿命,还能够提高其工作效率。
因此,在变压器的正常运行过程中,冷却器的工作十分重要。
变压器冷却系统变压器的ON AN冷却方式为内部油自然对流冷却方式。
第一个字母:与绕组接触的冷却介质。
O--------矿物油或燃点大于300℃的绝缘液体;K--------燃点大于300℃的绝缘液体;L--------燃点不可测出的绝缘液体;第二个字母:内部冷却介质的循环方式。
N--------流经冷却设备和绕组内部的油流是自然的热对流循环;F--------冷却设备中的油流是强迫循环,流经绕组内部的油流是热对流循环;D--------冷却设备中的油流是强迫循环,至少在主要绕组内的油流是强迫导向循环;第三个字母:外部冷却介质。
A--------空气;W--------水;第四个字母:外部冷却介质的循环方式。
N--------自然对流;F--------强迫循环(风扇、泵等)。
电力变压器常用的冷却方式一般分为三种:油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。
油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管,然后依靠空气的对流传导将热量散发,它没有特制的冷却设备。
油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上,在油箱壁或散热管上加装风扇,利用吹风机帮助冷却。
加装风冷后可使变压器的容量增加30%~35%。
强迫油循环冷却方式,又分强油风冷和强油水冷两种。
它是把变压器中的油,利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。
油冷却器做成容易散热的特殊形状,利用风扇吹风或循环水作冷却介质,把热量带走。
这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍,则变压器可增加容量30%采用强油冷却方式的变压器的注意点:应当注意冷却器全停的问题,因为强油冷却方式通常都是大型变压器,其发热量比较大,一旦冷却器全停后温度上升很快,一般最高不允许超过75摄氏度,而且有些变压器出于对变压器保护接有温度保护,一旦冷却器全停后会延时跳闸。
变压器冷却方式变压器是电力系统中必不可少的设备之一,它起着将电力转换为适合传输和分配的电压的作用。
在运行过程中,变压器会产生大量的热量,如果不进行有效的散热,会导致设备过热、损坏甚至起火。
因此,选择合适的冷却方式对于变压器的正常运行至关重要。
本文将针对常见的变压器冷却方式进行讨论。
1. 自然风冷却自然风冷却是最常见也是最简单的一种冷却方式。
变压器通常安装在通风良好的地方,通过自然对流的方式进行散热。
变压器外壳设计有许多散热片,利用空气流动在散热片间产生对流热交换,将变压器内部产生的热量散发到空气中。
这种方式适用于小型变压器或者运行负载较小的情况。
2. 强制风冷却强制风冷却是在自然风冷却的基础上增加了风扇系统,通过强制对流来加速热量的散发。
一般情况下,变压器内部设置有风扇,它们可以通过空气对流将热量迅速从变压器内部带走。
这种冷却方式适用于中小型变压器,特别是在环境温度较高或变压器运行负荷较大的情况下,可以提高冷却效果,防止设备过热。
3. 油冷却油冷却方式是将变压器内部的绕组和铁芯完全浸泡在冷却油中,通过油的循环流动来吸收和散发热量。
这种方式具有较高的冷却效果,可以适应大功率变压器的散热需求。
冷却油通常是绝缘的,除了具有冷却功能之外,还能提高绝缘性能,保护变压器的安全运行。
4. 水冷却水冷却方式是采用水作为冷却介质,通过水的流动来带走变压器产生的热量。
水冷却方式具有较高的散热能力,可以适应大功率和超高压变压器的需求。
相比于油冷却方式,水冷却方式更加环保,可以实现循环利用。
但是水冷却系统的设计和维护成本较高,需要考虑到水的供应和排放问题。
5. 油-水混合冷却油-水混合冷却是将油冷却和水冷却两种方式相结合的一种冷却方式。
它的原理是通过冷却油和冷却水的热交换来实现散热效果。
在设计中,通常将油和水分别流过变压器内部的不同部位,以达到最佳的冷却效果。
这种冷却方式相对于单独采用油冷却或水冷却,能够提供更高的散热能力。
变压器冷却方式标准代号变压器是电力系统中常见的电气设备,用于将高电压变换为低电压或低电压变换为高电压。
在变压器的运行过程中,会产生大量的热量,如果不及时散热,会导致变压器温度过高,影响其正常运行,甚至损坏设备。
因此,变压器的冷却方式非常重要。
变压器的冷却方式通常由国际电工委员会(IEC)制定的标准代号来表示。
这些标准代号是根据变压器的冷却介质和冷却方式来命名的。
下面是一些常见的变压器冷却方式标准代号:1. AN:自然冷却自然冷却是指变压器通过自然对流来散热。
变压器的外壳通常设计成散热片状,增加表面积以提高散热效果。
这种冷却方式适用于小型变压器或运行环境温度较低的情况。
2. AF:强制风冷强制风冷是指通过风扇强制对变压器进行冷却。
变压器内部设置有风道,风扇通过风道将冷却空气吹入变压器内部,加速热量的散发。
这种冷却方式适用于中小型变压器或运行环境温度较高的情况。
3. AA:强制风冷和自然冷却的组合强制风冷和自然冷却的组合方式是指变压器既可以通过自然对流散热,也可以通过风扇强制冷却。
这种冷却方式适用于大型变压器或运行环境温度变化较大的情况。
4. FA:强制水冷和自然冷却的组合强制水冷和自然冷却的组合方式是指变压器既可以通过自然对流散热,也可以通过水冷系统进行冷却。
水冷系统通过循环水来吸收变压器产生的热量,然后通过冷却设备将热量散发出去。
这种冷却方式适用于大型变压器或运行环境温度较高的情况。
5. FN:强制水冷强制水冷是指变压器通过水冷系统进行冷却。
水冷系统通过循环水来吸收变压器产生的热量,然后通过冷却设备将热量散发出去。
这种冷却方式适用于大型变压器或运行环境温度较高的情况。
除了上述几种常见的冷却方式标准代号外,还有一些其他的冷却方式,如强制油冷、自冷式干式变压器等。
不同的冷却方式适用于不同的变压器类型和运行环境,选择合适的冷却方式可以提高变压器的散热效果,延长设备的使用寿命。
总之,变压器的冷却方式标准代号是根据变压器的冷却介质和冷却方式来命名的。
箱变内部构造摘要:一、箱变内部构造简介二、箱变各部分功能及原理1.壳体2.绝缘系统3.冷却系统4.电气设备三、箱变应用场景及优势四、箱变维护与管理正文:箱变,又称组合式变电站,是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备等集成在一个封闭式金属壳体内的电力设备。
它具有占地面积小、安装方便、美观大方等优点,广泛应用于住宅小区、商业建筑、工业园区等场所。
一、箱变内部构造简介箱变内部主要分为四个部分:壳体、绝缘系统、冷却系统和电气设备。
1.壳体:壳体是箱变的保护外壳,通常采用优质冷轧钢板或不锈钢制成,具有良好的抗腐蚀、抗老化性能。
壳体内部设有隔板,将高压、低压部分分隔开,以降低相互干扰。
2.绝缘系统:绝缘系统包括高压绝缘子和低压绝缘板,它们的作用是保证箱变内部电气设备在正常运行时不受外界电磁场和电压的影响。
绝缘系统还需满足相应的耐压、绝缘电阻、泄漏电流等指标。
3.冷却系统:冷却系统是箱变正常运行的保障。
它包括自然通风冷却和强制风冷两种方式。
自然通风冷却依靠壳体上的散热窗实现,适用于环境温度较低、散热条件较好的场所;强制风冷则需要外接风机,适用于环境温度较高、散热条件较差的场所。
4.电气设备:电气设备是箱变的核心部分,包括高压开关设备、变压器和低压配电设备。
高压开关设备负责接通、切断高压电路;变压器将高压电能转换为低压电能;低压配电设备则负责向负荷侧供电。
二、箱变各部分功能及原理(以下省略)三、箱变应用场景及优势箱变适用于各种新建、扩建和改建项目,特别是在城市建设和基础设施建设中具有广泛应用。
箱变的优点包括:1.占地面积小,节省土地资源;2.安装方便,便于运输和搬运;3.外观美观,符合现代城市审美需求;4.模块化设计,便于扩展和维修;5.高效节能,降低运行成本。
四、箱变维护与管理1.定期检查箱变外观,确保壳体、散热窗等部分完好无损;2.检查绝缘系统,确保绝缘电阻、泄漏电流等指标合格;3.检查冷却系统,保证风扇运转正常,风道畅通;4.检查电气设备,确保高压开关、变压器、低压配电设备运行正常;5.建立健全箱变运行档案,及时记录运行数据,发现异常及时处理。
变压器冷却系统的工作原理1. 变压器的基本概念说到变压器,大家可能想到的就是电力系统中的那个“黑乎乎”的大家伙。
其实,变压器就像是一位勤劳的搬运工,专门负责把高压电变成我们日常生活中能用的小电压。
这样一来,家里的电器才能愉快地工作,不至于变成“电器葬礼”。
但是,变压器在运转的时候可不是轻轻松松的,里面可是要经历一番热闹的“过山车”。
1.1 变压器的工作原理变压器主要是通过电磁感应的原理来工作的。
当高压电流通过变压器的线圈时,会产生磁场,这个磁场就像是一个无形的“桥”,把电能从一个地方传递到另一个地方。
可是,嘿,事情并不那么简单!这个过程中,变压器会产生大量的热量,就像人跑步的时候出汗一样。
这时候,如果不及时把热量处理掉,变压器就会“中暑”,甚至烧坏。
1.2 冷却系统的重要性所以,冷却系统就应运而生了,简直是变压器的“救星”。
它的任务就是把那些多余的热量迅速带走,确保变压器在一个安全的温度下工作。
冷却系统就像是一位勤快的空调,负责给变压器降降温,不让它在工作时热得像个“火锅”。
2. 冷却系统的组成接下来,咱们聊聊这个冷却系统是怎么运作的。
冷却系统一般分为两种类型:自然冷却和强制冷却。
前者就像是一位文静的老奶奶,依靠自然环境的气流来带走热量;后者则像是年轻小伙子,主动出击,利用风扇或者水泵来加速冷却。
无论是哪种方式,目的都是一样的,就是让变压器凉快下来。
2.1 自然冷却自然冷却一般是通过变压器外壳的设计来实现的,通常会有一些散热片或者通风孔。
这样一来,热空气就能顺利流出,凉爽的空气也能进来。
虽然这方法简单,但在一些大型变压器中,光靠自然冷却可不够,尤其是在炎热的夏天,老奶奶的力量有时候也会显得微不足道。
2.2 强制冷却这时,强制冷却就大显身手了。
它通过风扇或水泵将冷却介质(通常是油)不断循环,迅速带走热量。
油在变压器里不仅能绝缘,还能有效地带走热量,就像是个“超级清洁工”,把热气一网打尽。
这样一来,变压器就可以“安安稳稳”地工作,不怕“热气腾腾”。
变压器冷却系统最全讲解电力变压器的冷却系统包括两部分:内部冷却系统,它保证绕组、铁芯的热量散入到周围的介质中;外部冷却系统,保证介质中的热散到变压器外。
根据变压器容量的大小,介质和循环种类的不同,变压器采用不同的冷却方式。
一、冷却方式的表示表1 冷却种类的表示变压器的冷却方式一般采用四个代号组合来表示,按照从左到右分别表示如下:表2 变压器的冷却方式表示方法例如:ONAN表示油浸自冷式,即内部油自然循环,外部空气自然循环二、变压器的冷却方式6天前电气专家联盟油浸式电力变压器的冷却方式,按其容量的大小,冷却系统可分为:油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式等几种。
1、油浸自冷式油浸自冷式冷却系统没有特殊的冷却设备,油在变压器内自然循环,铁芯和绕组所发出的热量依靠油的对流作用传至油箱壁或散热器。
按变压器容量的大小,又可分为三种不同的结构:1.1、平滑式箱壁。
容量很小的变压器采用这种结构,箱壳是用钢板焊接而成,箱壁是完全平滑的;1.2、散热筋式箱壁。
在平滑箱壁上焊接一些散热筋,扩大了与空气接触的面积,适合于容量稍大的变压器;1.3、散热管或散热器式冷却。
容量更大些的变压器,为了增大油箱的冷却表面,则在油箱外加装若干散热器,散热器就是具有上、下联箱的一组散热管,散热器通过法兰与油箱连接,是可拆部件。
图1所示为带有散热管的油浸自冷式变压器的油流路径。
变压器运行时,油箱内的油因铁芯和绕组发热而受热,热油会上升至油箱顶部,然后从散热管的上端入口进入散热管内,散热管的外表面与外界冷空气相接触,使油得到冷却。
冷油在散热管内下降,由管的下端再流入变压器油箱下部,自动进行油流循环,使变压器铁芯和绕组得到有效冷却。
油浸自冷式冷却系统结构简单、可靠性高,广泛用于容量10,000kVA以下的变压器。
图1 油浸自冷式变压器油流路径1一油箱;2一铁芯与绕组;3一散热管2、油浸风冷式油浸风冷式冷却系统,也称油自然循环、强制风冷式冷却系统。
主变压器冷却方式的要求主变压器是电力系统中重要的设备之一,它的正常运行对电力系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
主变压器在长期运行中会产生大量热量,需要进行有效的冷却以保持其正常运行温度。
主变压器冷却方式的选择和设计直接影响到主变压器的运行效率和寿命。
本文将详细介绍主变压器冷却方式的要求。
1.散热效果好主变压器在运行中会产生大量的热量,如果散热效果不好,就会导致主变压器过热,影响其正常运行。
因此,主变压器冷却系统必须具有良好的散热效果,能够有效地将主变压器内部产生的热量散发出去,保持主变压器的温度在安全范围内。
2.保持油温稳定主变压器常用的冷却介质是绝缘油,通过绝缘油来传导和散热。
因此,主变压器冷却系统必须能够保持绝缘油的温度稳定,避免因温度波动过大而影响主变压器的正常运行。
为了保持油温稳定,主变压器冷却系统需要根据主变压器的负荷变化及外界环境温度的变化自动调节冷却介质的流量和速度。
3.能够应对突发情况在主变压器长期运行中,可能会出现一些突发情况,如短暂过载、外部故障等,这些情况会导致主变压器热量急剧增加,需要快速有效地散热。
因此,主变压器冷却系统必须能够应对这些突发情况,能够在短时间内提供足够的冷却能力,避免主变压器过热。
4.能够节能减排随着环保意识的提高,要求主变压器冷却系统具有节能减排的特点,即在保证主变压器正常运行的前提下,尽量减少能源消耗和减少对环境的污染。
因此,主变压器冷却系统设计时应考虑采用高效节能的冷却设备,如风冷式散热器、蒸发式冷却器等,以减少能源消耗和减少二氧化碳排放。
5.耐高温性能好综上所述,主变压器冷却方式的要求包括散热效果好、保持油温稳定、能够应对突发情况、节能减排以及耐高温性能好。
只有满足这些要求,主变压器冷却系统才能更好地发挥其作用,保证主变压器的正常运行,提高电力系统的可靠性和稳定性。
10KV干式变压器冷却系统节能优化摘要:本文介绍了10KV干式变压器冷却系统节能优化方法,为今后相同类型的缺陷处理和节能优化做了很好的探索,对其他电厂节能优化有良好的借鉴意义。
关键词:变压器冷却系统节能优化一、设备简介:1、我厂干式变压器基本数据我厂一期两台600MW机组,共有干式变(6KV)含励磁变16台,公用系统12台,基本参数如:2、干式变冷却系统分部设备介绍我厂干式变压器冷却系统主要由1台控制箱,6台冷却风机及相应的感温元器件构。
其中,冷却系统的设计为,一个空气开关为6台风机的总电源,当单台出现问题就需要断开总开关,这样冷却风机全停,影响变压器的冷却系统安全运行,对变压器安全运行造成隐患,增加了运行风险,而且风机全部运行会增大用电量。
二、10KV干式变压器冷却系统存在的问题一、耗电量大,我们进行了初步的统计和计算,单台风机标准功率90W,按照运行270~300天,采取均数计算方法,如下粗略统计用电量:P=0.09x6x65x24x285=240084(KW)二、冷却系统存在安全隐患,风机长经过周期的运行,单体故障率会提高,冷却方式为串联方式,如果单台出现故障,将无法隔离,变压器会被迫停运,造成不可估量的损失。
基于这两点考虑,我们进行了优化和改造。
三、冷却系统优化方案1、控制回路的优化进行分开控制变压器冷却风机,在总开关下级加装4个分控开关,当单台出现故障时,方便隔离,此种方式还有一个优点,可以选择性的运行风机,降低用电量,按照停运一半数量计算的的话,我们每年可以节省120048(KW),折算成经济效益为38415元,提高节能效益。
原控制回路优化后的控制回路2、运行方式的确定通过可靠性分,根据实际情况,优化运行方式,由全风机运行,改为一半风机运行。
此方案在电网中广泛应用。
3、冷却设备的优化通过与厂家的沟通,以及兄弟单位的走访,进一步优化风机设备的质量,对标采购,冷却风机由佛山市大东南电器有限公司提供,符合GB,并且有出厂合格证,虽然整体质量不错,但轴承不能长周期使用,轴承质量较差。
分析了国内大型电力变压器冷却系统存在的问题,主要表现在冷却风机轴承磨损、振动超标、风量小、噪音大等方面,通过改造实例,介绍了采用DBF系列机翼型低噪声变压器风扇更换原有风机取得了明显的效果,进而介绍了对强油循环风冷却器变压器使用单片机作为主控制器,以固态继电器SSR作为执行原件,对冷却风机和循环油泵实现无触点化控制,既取得节能效果,更是方便了运行管理。
〔关键词〕变压器;冷却系统;风机;自动控制
大型变压器是变电站运行中的核心部分,而冷却系统的可靠性将直接影响到变压器的安全运行。
目前,国内大部分供电公司采用的风冷变压器因为使用时间久远,冷却系统已经出现不足之处。
下面主要叙述这些变压器冷却方式的不足和可行的改造方案以及典型的成功案例,希望对各供电公司、变电站有所帮助。
1 变压器的冷却系统
大型电力变压器常用的冷却方式一般分为3种:油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。
油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管,然后依靠空气的对流传导将热量散发,它没有特制的冷却设备。
而油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上,在油箱壁或散热管上加装风扇,利用吹风机帮助冷却。
加装风机后可使变压器的容量增加30%~35%。
强迫油循环冷却方式,又分强油风冷和强油水冷2种,它是把变压器中的油,利用油泵打入油冷却器后再复回油箱,油冷却器做成容易散热的特殊形状,利用风扇吹风或循环水作冷却介质,把热量带走。
这种方式若将油的循环速度比自然对流时提高3倍,则变压器可增加容量30%。
风冷变压器又分为2种冷却方式,即冷却器冷却和片式散热器冷却,其原理基本相同。
2 变压器冷却系统改造实例
(1) 图1所示的冷却器冷却系统,长时间运行
后,风机轴承磨损、叶片锈蚀,噪声、振动均超出要求,严重影响附近居民的正常生活。
原风机一般采用高转速,T35叶轮或者等厚叶片,叶型设计不合理,风量小、噪音大、效率低,随着经济的飞速发展以及变压器的长期满负荷运行,这些变压器的冷却系统亟待改善。
根据客户要求,2004年对北京供电局前门变的冷却系统进行了改造。
现场考察后,提出了在不改变原风机控制系统,保证原风机安装尺寸的前提下,更换DBF系列机翼型低噪声变压器风扇。
改造完成后,风量、风压明显提高,噪音大大降低,达到了理想的改造效果。
无锡供电局所辖变电站有相当部分变压器是1988年生产的,风机运行了16年左右,修试工作量十分巨大,2004年采用上述方式对多台35,110和220kV主变进行了改造。
原来使用的4Q4风机单台噪声为74dB(A),改进后单台噪音不到65dB(A),降噪效果十分明显,且风量、风压远远高于以前使用的风机。
室内变压器如果通风不良也会导致变压器温度过高的现象,目前大部分室内变压器主要通过墙壁安装轴流风机进行通风换气,T35系列轴流通风机效率低、转速高、噪声高,在住宅区附近会表现出明显的弊端,如果采用高效率、低噪音叶轮,效果将会大大改善。
这种改造方式可根据原风机安装尺寸及墙体厚度,以方便安装为前提进行,既提高通风性能,又降低噪音。
(2) 图2所示为片式散热器冷却,下方或侧部不安装风机的为自冷,安装风机的为风冷。
自冷变压器由于其得天独厚的优势,近几年得到越来越多的应用,可是从目前使用情况看,自冷变压器也表现出其不足。
天津泰达电力公司于5年前投入运行的3台220kV主变压器均为自冷,起初可以满足使用要求,随着用电量的增大,自冷已经不能满足要求,需要进行改造。
现场考察后,根据变压器容量和改造经验,在和变压器设计者充分沟通的前提下,提出了在散热片下加装风机进行强制冷却,风机使用控制柜进行控制的改造方案,设计2路独立电源互为备用,2路380V电源取自不同的
站用变低压侧。
改造完成后,在同等负荷的情况下,变压器温升大大降低,实践证明,该改造方式可以使220kV变压器容量增加30%以上。
对于强油循环风冷却器,可以使用单片机为主控制器,以固态继电器SSR作为执行元件,实现控制无触点化,如图3所示。
这种控制系统能根据变压器负荷和油温综合投切冷却器,并实现保护、故障定位、高温报警、信息显示等功能。
当变压器负荷高于额定容量的75%时,风机全部投入,以达到良好降温效果;当变压器负荷低于额定容量的75%时,按油温控制风扇和油泵运行,油温升至55℃时投入1组风扇,油温达65℃时2组风扇全投,油温达75℃时投油泵;油温下降到低于65℃,切除油泵运行,油温低于55℃时切1组风扇,油温低于45℃时2组风扇全停,并按2组风扇累积运行时间循环投切。
同时还实现了对油泵、风扇运行工况的准确监控,通过装置的通信串口,可将变压器油温和各台冷却设备状态信号上传至变电站综合监控系统。
3 变压器冷却系统改造效果分析
(1) 变压器冷却系统的作用主要表现在夏天天气炎热的时候,需改造的变压器往往是度夏困难的设备,经改造后大大改善了变压器在夏季的工作状况,同时还可使变压器容量增加。
(2) 通过改造,可显著降低老旧变压器运行中的噪声,改善周围的环境状况。
(3) 即使在炎热的夏天,一天里温度也是不断变化的,而变压器在一天内的负荷也在不断变化,增加了自动控制系统的改造方案,使风机通过自动控制系统,根据变压器油温进行自动控制,当温度达到一定值时,自动开机,油温降低到允许值时自动关机,从而既达到节能效果,也方便了运行管理。