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主变冷却系统一、主变冷却系统的作用变压器在运行中由于铜损、铁损的存在而发热，它的温升直接影响到变压器绝缘材料的寿命、机械强度、负荷能力及使用年限。
为了降低温升，提高功率，保证变压器安全经济地运行，变压器必须进行冷却。
二、主变冷却系统的分类1、按冷却介质分：有水冷却方式、风冷却方式、油冷却方式。
2、按水冷却方式分：有强油导向循环水冷、强油非导向循环水冷。
3、按风冷却方式分：有自然风冷、风冷（加装风扇）、强油导向循环风冷、强油非导向循环风冷。
4、按油冷却方式分：它包含2、3条内的所有冷却方式。
三、强油风冷却系统的介绍1、强油冷却器组成：主要由油泵、油流继电器、冷却风扇、散热器、油管、分控箱组成。
2、作用：1）、油泵：它将变压器本体中的热油强行抽离并输送至散热器进行冷却，再将冷却后的油输送回变压器本体，从而冷却变压器内泵，一般转速为1450r/min。
2）、冷却风扇：强制吹风，使散热器冷却，从而使散热器内的油冷却；风扇是用支架固定在冷却器本体上。
3）、散热器：将变压器油进行散热，从而冷却。
4）、油管：将变压器本体中的热油输送至散热器进行冷却，再将冷却后的油输送回变压器本体。
5）、分控箱：对本组冷却器进行控制。
3、强油冷却器系统控制必须具有以下功能：1）、当变压器投入运行时，能自动投入相应数量的工作冷却器（常用变压器的断路器的辅助触点进行控制）；在变压器停止运行时能自动切除全部的冷却器。
2）、当运行的变压器顶层油温（或绕组温度）或负载电流达到规定值时，能自动启动辅助冷却器。
3）、当运行中的冷却器发生故障时，能自动启动备用冷却器。
4）、各冷却器可用控制开关手柄位置来选择冷却器的工作状态（有停止、工作、辅助、备用4种工作状态）。
5）、整个冷却系统需接入两个独立电源，可任选一个为工作电源，另一个为备用电源，并能自动切换。
6）、油泵电动机和风扇电动机设有过负载、短路、断相的运行保护。
冷却器系统在运行发生故障时，能发出事故信号。
主变冷却器工作原理摘要：主变冷却器是电力系统中至关重要的设备，其主要功能是对主变进行散热降温，确保主变的正常运行。
本文将深入探讨主变冷却器的工作原理，包括冷却器的类型、工作原理及其在电力系统中的重要性。
引言：在电力系统中，主变承担着电能的传输功能，其运行过程中会产生大量的热量。
如果热量不能及时散发，主变的温度就会升高，进而影响主变的正常运行。
主变冷却器的作用就是降低主变的温度，确保其运行在正常的温度范围内。
本文将详细介绍主变冷却器的工作原理及其重要性。
一、主变冷却器的类型主变冷却器根据冷却介质的不同可以分为水冷却器和油冷却器两种类型。
1.水冷却器水冷却器是应用最为广泛的冷却器之一。
其工作原理是通过水冷却器中的循环水循环流动，将主变内部产生的热量带走。
主变内部的热量通过传导和对流的方式传递到冷却水上，然后通过冷却器中的冷却管路回流到主变，形成一个循环循环。
水冷却器一般由水泵、冷却管路、冷却塔等组成。
2.油冷却器油冷却器主要用于油浸式变压器。
其工作原理是通过油冷却器中的循环油循环流动，将主变内部产生的热量带走。
油冷却器通过冷却器中的冷却管路将热油带到冷却塔中冷却，然后再回流到主变，实现热量的散发。
二、主变冷却器的工作原理主变冷却器的工作原理是基于传热的原理。
主要通过传导、对流和辐射三种方式来散发主变内部产生的热量。
1. 传导散热传导是指热量沿着物体的传导路径传递的过程。
主变内部产生的热量通过导热介质传递到冷却器表面，然后通过冷却器外表面的材料传导到环境空气中。
传导散热主要取决于导热介质的导热系数和传热面积。
2. 对流散热对流是指热量通过流体（如水或油）的流动而传递的过程。
主变内部产生的热量通过固体与流体（冷却介质）的交界面传递到流体中。
对流散热主要取决于流体的流速、流过散热器的面积以及流体的冷却能力。
3. 辐射散热辐射是指热量以电磁波的形式通过空间传递的过程。
主变内部产生的热量通过辐射的方式传递到冷却器表面，然后再通过辐射传递到周围的环境空气中。
水布垭水力发电厂主变冷却器控制原理讲课课件编制：周 毅部门： 维护部保护班时间： 2015年6月湖北清江水电开发有限责任公司一、讲课流程介绍1、交流控制部分①交流电源双电源切换回路部分；②远方、现地控制部分；③辅助冷却器启动控制部分；④工作/辅助冷却器故障启动备用冷却器部分；⑤冷却器故障和油泵故障监视回路2、直流控制部分冷却器全停控制回路（直流回路）3、相关情况说明二、讲课具体内容1、交流电源双电源控制部分正常情况，相位监视继电器KV1，KV2动作，交流中间继电器1KA，2KA动作，当切换把手SA1，置于电源I工作态时，其接点①②，⑤⑥导通，此时，由1KA---11，12这对接点导通交流接触器1KM本体回路，1KM动作，从而接通电源I。
此时若电源I由于故障跳开，KV1失电，1KA失电，1KM失电，但此时1KA-13，14接点返回，1KM---11，12接点返回，经过时间继电器4KT延时10s导通2KM本体回路，2KM 主回路接点动作，电源自动切换为第II组。
1KA，2KA各取一对干接点接入LCU5现地控制单元，当任意一组电源失电，监控系统会有相应的失电告警，控制柜盘面故障指示灯8HLW/9HLW灯亮。
（由此可以看出，2KM—11，12和1KM—11，12这两对接点起到电气闭锁的作用，其目的是防止1KM和2kM同时动作，同时接通两路电源形成环流）同理，当切换把手SA1，置于电源II工作态时，其接点①②，⑤⑥导通，这时电源II为工作组，其原理和故障情况自动切换原理，同上。
2、远方现地控制部分我厂主变冷切控制系统，不设远方控制功能，故图中远方现地切换把手SA2接点与自动手动切换把手SA4接点①相互短接，把手SA2只具有现地控制功能。
正常情况下，交流控制系统电源断路器QF5为合位，当自动/手动切换把手SA4，置于“自动控制”状态，即①②接点导通，交流继电器8KA的状态，取决于1KD—13，14接点的状态，1KD本体接于直流控制回路（1KD为直流中间继电器），如图，1TWJ，2TWJ，3TWJ 分别为主变高压侧断路器A、B、C三相位置辅助常闭接点，当自投/试验切换把手SA3置于“自投”态时，若高压侧开关处于分位时，回路导通，1KD动作，其13，14常闭接点断开，8KA失电，当开关处于合位时，1KD失电，但其13，14接点导通，8KA得电动作。
主变冷却器培训资料概述变压器运行过程中，会产生铁损、铜损和附加损耗，这些损耗全部转换成为热量，使变压器内部温度升高。
变压器长期在温度的作用下，绝缘材料会逐渐降低原有的绝缘性能、老化。
温度越高，绝缘老化越快，在变压器运行时产生的电磁振动和电动力的作用下，很容易损坏，使得绕组失去绝缘层的保护。
即使变压器绝缘没有损坏，温度越高，绝缘材料的绝缘强度就越差，也很容易被高电压击穿造成故障。
另外，变压器内部温度愈高，油的氧化速度增大，使油色变深暗、浑浊，绝缘性能变坏。
综上所述，变压器内部温度的高低，直接影响着变压器的使用寿命，因此，降低变压器各部分温度，减少绝缘老化是延长变压器使用寿命的关键。
油浸变压器采用油循环风冷方式来有效地降低变压器各部分温度。
油浸变压器的四种冷却方式：强油循环风冷DFAF、强油导向循环风冷ODAF、油自然循环自冷ONAN、油自然循环风冷ONAF。
我公司的主变压器均采用强迫油循环风冷方式冷却，高压厂用变压器采用油浸自然循环风冷方式冷却，油浸低压变压器则均采用油浸自冷方式冷却。
1.一期主变冷却器1.1主变冷却器系统介绍主变冷却系统配备了6组冷却器，每组冷却器配备了3台风扇，1台潜油泵，1台油流继电器。
主变冷却器工作电源为两路三相交流380V，I电源、II电源分别取自400V PC □A、□B段，正常运行时单数号冷却器由I电源接带，偶数号冷却器由II电源接带。
风扇及油泵的控制电源为交流380V，两路电源联锁回路、冷却器全停延时跳闸启动回路及信号回路的控制电源为直流110V，就地控制柜送到控制室的信号为无源信号（干接点），示意图见图1-1。
图1-1发电机并网后，冷却器能自动投入预先设定的相应数量的工作冷却器。
发电机与系统解列后，能自动切除全部投入运行的冷却器。
变压器顶层油温达到规定值时，自动启动尚未投入运行的辅助冷却器。
变压器负荷达到规定值时，自动启动尚未投入运行的辅助冷却器。
当运行冷却器发生故障时，能自动启动备用冷却器。
主变及主变冷却器一、概述4、结构原理说明4.1铁芯与绕组变压器铁芯使用高质量导磁率、低耗、冷轧晶体定向矽钢片(30ZHl20)，以降低铁损，铁芯迭装采用斜切矽钢片的迭装法无孔粘带绑扎结构，以保证运行时铁芯不发生移动，同时，为了增强冷却效果，每组铁芯设置了油桶。
绕组是由铜导体组成，同时在绕组内部进行适当的内换位，以减少涡流及不平衡电流的产生，进一步改善了绕组的温度分布。
高压绕组采用分级绝缘即分区电容补偿结构以提高绕组的绝缘强度，其中性点通过中性点套管与外界接地，低压绕组为全绝缘即多根扁线并绕的螺旋式结构。
4.2 油箱油箱为钟罩式，用高强度的钢板焊接、并用槽钢与角钢加固而成，铁芯与绕组在油箱内进行固定、密封，因此适宜在真空状态下干燥。
油箱项部为倾斜形的，以便瓦斯继电器动作可靠。
油箱在高低压套管处设有人孔，以便接近套管及接线端子的底部。
在油箱下部同时还设有事故排油阀(手动排油至事故油槽)、底部残油排出口及变压器油注入口。
铁芯与夹件间是绝缘的，且与油箱绝缘，通过两支套管分别引出油箱外，利用细铜棒引至油箱下部进行接地。
(故障分析时，可断开接地点，测量铁芯、夹件的外引接地绝缘，判定是否多点接地，同时也可以测量外引接地电流及断口电压)。
在油箱的外表面设有一个总的接地点。
油箱的屏蔽采用低压侧磁屏蔽，高压侧铜屏蔽和磁屏蔽的组合屏蔽。
4.3无励磁分接开关变压器无载分接开关，即通过改变高压侧绕组的匝数以达到改变高压侧的输出电压大小。
从高压绕组每相分别引出三个绕组不同匝数抽头至分接开关，通过操作机构变更分接开关的抽头号，分别输出550KV、536.25KV、522.5KV三种工作电压。
无载分接开关只能在变压器停运的情况下进行操作。
4.4油枕该变压器选用隔膜式储油柜，利用柜内隔膜将变压器油与大气隔离，以防止油老化和吸收水分，保证油的绝缘强度。
油枕的容积保证当周围气温为+40℃，满载运行情况下油不溢出。
储油柜由二个断面为梯形的油桶组成，中间装有橡胶隔膜；隔膜周边均同柜沿上下密封垫压紧，使隔膜浮于油面，并随着油面的上下变化而变化。
水布垭水力发电厂主变冷却器控制原理讲课课件编制：周 毅部门： 维护部保护班时间： 2015年6月湖北清江水电开发有限责任公司一、讲课流程介绍1、交流控制部分①交流电源双电源切换回路部分；②远方、现地控制部分；③辅助冷却器启动控制部分；④工作/辅助冷却器故障启动备用冷却器部分；⑤冷却器故障和油泵故障监视回路2、直流控制部分冷却器全停控制回路（直流回路）3、相关情况说明二、讲课具体内容1、交流电源双电源控制部分正常情况，相位监视继电器KV1，KV2动作，交流中间继电器1KA，2KA动作，当切换把手SA1，置于电源I工作态时，其接点①②，⑤⑥导通，此时，由1KA---11，12这对接点导通交流接触器1KM本体回路，1KM动作，从而接通电源I。
此时若电源I由于故障跳开，KV1失电，1KA失电，1KM失电，但此时1KA-13，14接点返回，1KM---11，12接点返回，经过时间继电器4KT延时10s导通2KM本体回路，2KM 主回路接点动作，电源自动切换为第II组。
1KA，2KA各取一对干接点接入LCU5现地控制单元，当任意一组电源失电，监控系统会有相应的失电告警，控制柜盘面故障指示灯8HLW/9HLW灯亮。
（由此可以看出，2KM—11，12和1KM—11，12这两对接点起到电气闭锁的作用，其目的是防止1KM和2kM同时动作，同时接通两路电源形成环流）同理，当切换把手SA1，置于电源II工作态时，其接点①②，⑤⑥导通，这时电源II为工作组，其原理和故障情况自动切换原理，同上。
2、远方现地控制部分我厂主变冷切控制系统，不设远方控制功能，故图中远方现地切换把手SA2接点与自动手动切换把手SA4接点①相互短接，把手SA2只具有现地控制功能。
正常情况下，交流控制系统电源断路器QF5为合位，当自动/手动切换把手SA4，置于“自动控制”状态，即①②接点导通，交流继电器8KA的状态，取决于1KD—13，14接点的状态，1KD本体接于直流控制回路（1KD为直流中间继电器），如图，1TWJ，2TWJ，3TWJ 分别为主变高压侧断路器A、B、C三相位置辅助常闭接点，当自投/试验切换把手SA3置于“自投”态时，若高压侧开关处于分位时，回路导通，1KD动作，其13，14常闭接点断开，8KA失电，当开关处于合位时，1KD失电，但其13，14接点导通，8KA得电动作。
当把手SA4，置于“手动控制”状态时，此时，8KA的动作状态不再受主变高压侧断路器位置而控制，当手动启动按钮SB1时，8KA 动作，其接点11，12动作，自保持回路通过停止按钮SB2导通，保持8KA的动作状态，若想切断8KA回路，按停止按钮即可。
（说明：此处8KA为双线圈带12对常开接点的交流中间继电器，其主要作用为用于每台机组的总共9组风扇的主控制回路的控制，我们先往下跳一步，看一下这条主控制回路）如图，以A相第一组风扇为例。
第一组风扇总交流工作电源控制开关QZ1，正常情况为合位，第一组风扇冷却器分控箱开关QK1，正常情况也为合位，当在“自动控制”方式下主变高压侧断路器为合位或者在手动控制方式下，手动启动SB1按钮时，8KA都动作并保持，此时8KA---13，14接点导通，在电机正常工作，热偶继电器QB1，QF11，QF12都不动作的情况下，假设第一组风扇把手SC1置于工作状态时，即SC1----⑤⑥，⑦⑧接点分别导通时，工作组主回路导通（这里把工作组回路完整描述一下），从而工作组主接触器KM1动作，继而导通第一组风扇和油泵的电机主回路。
3、辅助冷却器启动控制部分这里先介绍一下3KA，如图，其主要作用为监视总控制电源QF5的工作状态，当QF5因故障跳开时，3KA失电，同时发出交流控制电源故障的信号。
还是以A相为例，A相顶层油温控制接点﹫1动作值为55度，﹫2为65度，当油温达到65度时，交流接触器4KA动作，并通过11，12接点自保持，其辅助组控制接点21，22。
（说明：4KA作用为启动辅助组风扇）假设A相第二组风扇切换把手SC2置于辅助工作状态，即SC2---①②，③④接点分别导通，电机交流控制总开关QZ2和风扇分控箱开关QK2正常状态为合位，辅助组主回路经4KA---21，22接点导通，（这里把工作组回路完整描述一下，为QZ2--- QK2---8KA（23，24）---KM2---QB2—QF21—QF22---SC2（①②）--4KA（21，22）），KM2动作，第二组风扇作为辅助组工作启动。
这里讲一下启动辅助组风扇控制继电器4KA的另一种条件为按负荷控制，如图，当负荷达到30WKW时，负荷接点KL动作，时间继电器1KT经60s延时导通，交流接触器K3A动作，其接点11，12闭合，从而使辅助控制继电器4KA动作，启动相应的辅助组风扇。
这里说一下温度启动辅助组风扇的控制方式，当顶层油温达到温度﹫2—65度之后，若所带负荷下降，温度下降介于55度---65度之间时，辅助组风扇仍然能够通过自保持回路保持启动状态，直至油温降为低于55度，辅助组风扇停用。
4、工作/辅助冷却器故障启动备用冷却器正常情况下，置为备用组的风扇只有在工作组或者辅助组风扇故障的情况下才可能启动。
还是以A相为例，假设第三组风扇设为备用组，即切换把手SC3置为备用状态，即SC3---⒀⒁,⒂⒃接点导通。
i：当工作组风扇故障时（即第一组风扇故障）即可能由于QB1，QF11，QF12任意热偶继电器动作造成主接触器KM1失电，使KM1常闭接点返回，或者由于油泵故障造成油流继电器KD1接点返回，（这两个条件是或的关系---并联），这时通过故障启动回路2KT---5KA—SC1(⑦⑧)---KD1或KM1常闭接点---SC1（⑤⑥），时间继电器2KT经30s延时导通，使交流接触器5KA动作。
这时回到备用组（第三组）风扇的主控制回路，由于5KA动作，5KA---11，12接点闭合，经5KA（11，12）---SC3⒀⒁--QF32-QF31-QB3-KM3-8KA（33，34）---QK3---QZ3回路导通，使备用组主接触器KM3动作，从而启动相应的备用组风扇。
ii：当辅助组风扇故障时（即第二组风扇故障）同理，当可能由于QB2，QF21，QF22任意热偶继电器动作造成主接触器KM2失电，使KM2常闭接点返回，或者由于油泵故障造成油流继电器KD2接点返回，（这两个条件是或的关系---并联），这时通过故障启动回路2KT---5KA—4KA（13，14）--SC2(③④)---KD2或KM2常闭接点---SC2（⑤⑥），时间继电器2KT经30s延时导通，使交流接触器5KA动作。
这时回到备用组（第三组）风扇的主控制回路，由于5KA动作，5KA---11，12接点闭合，经5KA（11，12）---SC3⒀⒁--QF32-QF31-QB3-KM3-8KA（33，34）---QK3---QZ3回路导通，使备用组主接触器KM3动作，从而启动相应的备用组风扇。
当故障的工作组或者辅助组经过维护重心投入使用后，建立起来的油流或者主接触器KM常闭接点的打开，都能切断备用冷却器控制继电器5KA的动作回路，使5KA失电，备用组停用，重新回到正常状态。
iii：当备用冷却器故障时这时回到备用组（第三组）风扇的故障启动回路，经6KA—SC3（15，16）---KD3/KM3常闭接点---SC3（13，14）---5KA（11，12），回路导通，6KA动作，发出备用冷却器故障的信号，并点亮盘面指示灯。
5、冷却器故障和油泵故障监视回路如图，处于运行状态的各组风扇，当油泵故障时，油流继电器KD1的常开接点返回，KB1失电，KB1发信常闭接点返回，发出油泵故障的信号（这里KB1发信常闭接点发信取反，停机时也会报油泵故障）当热偶继电器QB1，QF11，QF12任意动作时，导通冷却器故障监视回路，KZ1动作，发出相应的冷却器故障的信号。
类比相关主要元件：B相辅助冷却器启动继电器为K1A，备用冷却器启动继电器为9KA，延时继电器5KT，备用冷却器故障报警为10KA。
C相辅助冷却器启动继电器为K2A，延时继电器6KT，备用冷却器启动继电器为11KA，备用冷却器故障报警为12KA。
其控制原理都与A相相同。
直流电源备投控制与交流电源类似，略过！6、冷却器全停控制回路（直流回路）当主变高压侧开关分位时，1KD动作，常闭接点1KD—11，12打开，退出冷却器全停判别。
当主变高压侧开关合位时（即当冷却器工作时），若两路交流电源同时掉电，1KM（13，14）/2KM（13，14），同时闭合，或者当某一相运行中的油泵同时故障时，都会使，时间继电器K1T，K2T，直流中间继电器3KD动作。
其中K1T延时20min，和3相顶层油温75度值配合，当任意一相油温达到75度，且K1T延时20min后，4KD 动作，作为非电量保护接入相应的机组保护PP3盘。
当K2T延时60min，即冷却器全停达60min后，直接导通4KD，启动主变冷却器全停跳闸。
7、相关说明i：备用冷却器启动延时继电器2KT，5KT，6KT，之所以设置30s延时，是为了防止当工作或辅助冷却器启动时，油流还没有完全建立起来时，导通了备用冷却器故障启动回路，使工作或辅助冷却器与备用冷却器同时启动。
ii：当停机时，工作组的故障启动回路，会通过2kt—5ka—sc1（7，8）--kd1—sc1（5，6）导通，5ka动作，会报备用冷却器启用，同时6ka-sc3（15，16）--kd3—sc3（13，14）---5ka（11，12）导通，6ka动作，会报备用冷却器故障。
iii：运行操作上，理论上可以将同一相的三组风扇全部切为工作组，当高压侧断路器合位时，三组风扇通过8ka会全部启动，但是，这种情况绝缘油的流速会达到最大，油和绝缘材料之间的摩擦会积累电荷，这种电荷积累和流速成正比，即油流带电，会对设备构成安全隐患，应该杜绝该类违章操作。
三、主变冷却器控制系统图纸。
