强迫油循环风冷变压器节能降损改造

强迫油循环风冷变压器节能降损改造摘要：分析强油循环风冷变压器发热机理与散热特点，介绍强迫油循环风冷变压器散热器加装防尘装置和强迫油循环风冷变压器散热器带电水冲洗装置的应用，有效的解决散热器不能发挥功效的问题，延缓主变绝缘老化，提高了设备供电可靠性，达到了保证设备健康稳定运行的目的。

关键词：强迫油循环风冷变压器防尘装置带电水冲洗装置节能改造1 强油循环风冷变压器发热机理与散热特点变压器在正常运行时，存在变压器的损耗即铁损和铜损。

变压器的铁损与变压器的一次电压有关，与二次负荷无关，就是说：只要变压器一次有电压就一定有铁损产生。

电压一定，铁损就是一定的。

铜损则不同，它的大小主要取决负荷电流的大小。

变压器的温升主要由铁损和铜损共同产生的。

由于变压器存在着铁损与锏损，所以它的输山功率永远小于输入功率。

在分析变压器的发热情况时，常假定铁芯和各个绕组都是独立的发热单位。

即认为铁芯的发热仅来源于铁芯损耗，各绕组的发热来源于各自的铜耗，它们相互间并没有热量交换。

由于油的对流作用，它在受热后将上升，而在冷却后又将下降，故在油浸变压器中，沿着油箱高度，上部的温度要比下部的温度略高。

变压器的绕组均用A级绝缘。

根据我国的气候情况，国家标准规定以+40?C作为周围环境空气的最高温度，并据此规定变压器各部分的容许温升。

表1：油浸式变压器顶层油温一般规定值℃强油循环风冷变压器通过变压器有一外接冷却器，通过油泵接通变压器油箱，开动油泵，从油箱中上部抽出温度较高的油，经冷却器冷却后，再从下部压入油箱中，冷却效果与油的循环速度有关。

冷却器旁安装一个或几个风扇，把自然对流作用改变为强制对流作用，以增加冷却器的散热能力，变压器空载运行时，不得停用全部冷却器。

在正常情况下，强迫油循环强风冷变压器绝缘油的上层油温一般不得超过85℃，温升不得超过55K；绕组温度不得超过105℃；温升不得超过65K。

当主变压器绕组温度达到105℃或油温达到85℃，发“绕组温度高”或“油温高”告警信号。

500kV强迫油循环变压器冷却器异常分析及解决方法发布时间：2022-10-26T09:05:29.996Z 来源：《中国电业与能源》2022年第12期作者：黄晓燕[导读] 高电压等级、大容量变压器多采用强迫油循环冷却方式，变压器冷却器控制装置及附属设备的可靠性直接影响变压器的安全运行，本文对某发电公司2号主变运行中一组冷却器故障退出原因进行分析，并制定整改措施。

黄晓燕（广东大唐国际雷州发电有限责任公司，广东湛江524255）摘要：高电压等级、大容量变压器多采用强迫油循环冷却方式，变压器冷却器控制装置及附属设备的可靠性直接影响变压器的安全运行，本文对某发电公司2号主变运行中一组冷却器故障退出原因进行分析，并制定整改措施。

关键词：500kV三相一体变压器;大容量;冷却器;接触器0 引言随着国家工业不断的发展，变压器电压等级越来越高、容量越来越大，为保证变压器的安全运行、减少对电网的扰动，辅助设备的可靠性及保护装置配置的合理性、动作的准确性尤为重要。

现役汽轮机发电组中主变压器通常是采用设备的定期轮换及开机前保护传动试验及辅助设备的联锁试验来验证辅助设备及保护的可靠性。

1 系统概况某发电公司主变为保定天威保变电气股份有限公司生产的三相一体双绕组、强油风冷、无励磁调压变压器组合，规范为SFP-1140000/500，1140MV A，525±2×2.5%/27kV，1253.7/24377A，三相采用YN，D11连接组。

变压器冷却器控制装置为保定瑞高电气有限公司XKWFP-37系列智能型变压器冷却器控制柜。

变压器冷却器控制装置正常运行为就地控制模式，由控制柜PLC程序控制。

每组冷却器分为：“工作”、“辅助”、“备用”、“停止”四种状态。

“工作”状态的冷却器是指当变压器投入运行时即投入运行的冷却器。

“辅助”状态的冷却器是指当变压器油面温度或负载电流达到规定值时投入运行的冷却器。

“备用”状态的冷却器是指当变压器工作冷却器或辅助冷却器出现故障时投入运行的冷却器。

变压器冷却方式改造的可行性分析柴冰;魏韬;史雁坤;彭玉春【摘要】近年来,因变压器强迫油循环方式存在缺陷多、损耗大、维护量大等缺点,需要及时改造。

文章通过对一台220千伏变压器冷却方式改造工程的分析,证实了改变变压器冷却方式的可行性和经济性,并总结出了一些施工过程中的经验与教训。

%In recent years, forced oil circulation for cooling the transformer there is a fault and more, big loss, maintenance workload and other shortcomings, be phased out, renovation project is gradually increasing. Based on the transformation of a 220 kilovolt transformer engineering analysis confirms the feasibility of changing the transformer cooling method, summarizes some lessons learned from the process of transformation, so that we communicate and discuss.【期刊名称】《河南机电高等专科学校学报》【年(卷),期】2011(019)006【总页数】3页(P23-25)【关键词】变压器;冷却方式;改造【作者】柴冰;魏韬;史雁坤;彭玉春【作者单位】周口供电公司,河南周口466000;周口供电公司,河南周口466000;华北水利水电学院,河南郑州450011;周口供电公司,河南周口466000【正文语种】中文【中图分类】TM407强迫油循环冷却方式因冷却效果好、占地面积小，在2000年以前被大部分变压器生产厂家采用。

强油风冷变压器冷却控制方式改造任保忠;赵全新;孔鹏;李宗杰【摘要】针对强油风冷变压器冷却器散热管道积污严重问题展开研究,设计一种新型冷却器控制方式,将冷却器风机改造为正向运转和反向运转相结合的方式.介绍传统控制方式和新型控制方式原理,并结合现场运行实际情况,对此两种控制方式下冷却器运行情况进行比较.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2016(043)003【总页数】3页(P75-77)【关键词】变压器;冷却器;控制方式【作者】任保忠;赵全新;孔鹏;李宗杰【作者单位】国网山东省电力公司聊城供电公司,山东聊城252000;国网山东省电力公司聊城供电公司,山东聊城252000;国网山东省电力公司聊城供电公司,山东聊城252000;国网山东省电力公司聊城供电公司,山东聊城252000【正文语种】中文【中图分类】TM41当前在运行的220 kV主变，常见冷却方式有强油风冷、辅助风冷、自冷等。

相较于自冷和辅助风冷，强油循环风冷方式最大的缺点是在春夏杨絮、柳絮飞扬之际或麦收时，由于风机运行的吸力，冷却管道之间容易吸附大量的杂物［1-2］，导致冷却器散热效率降低。

若此时气温较高，变压器容易出现温度过高的问题，严重时会影响变压器运行寿命，威胁电网的安全可靠运行。

一般对冷却器采取带电水冲洗的方式，但带电水冲洗存在一定的安全隐患，曾多次发生因水冲洗而导致的主变跳闸事故，同时该方式工作量大，工作强度高［3］。

1.1 传统控制方式原理传统冷却器的一种控制方式如图1所示［4］，其中1KK为手动/自动操作把手，3K、1HK为中间继电器，1KY为交流接触器，1FA、1FA1为热继电器，MY为油泵，MF为风机，HXD为冷却器工作指示灯。

图1中3K为由PLC模块控制的中间继电器，若操作把手1KK置于自动状态，1KK的3-4导通，当PLC模块判断该组风机需要启动时，继电器3K带电，图一中3K的15-18触点组导通。

使继电器1HK的A1-A2线圈带电，1HK的9-5触点组导通，此时若热继电器1FA、1FA1无异常，则交流接触器1KY的A1-A2线圈带电，油泵MY和风机MF带电，冷却器启动。

针对强迫油循环风冷变压器冷却器电源切换控制回路存在问题改进鹿维娜摘要：通过对变压器在运行过程中检查，发现冷却器控制回路的设计仍存在着一定的缺陷。

如变压器强迫油循环风冷控制回路的电源切换、冷却器电源无断相保护等设计存在严重缺陷。

若不及时对上述控制回路进行改造，就会影响冷却系统的可靠性，加快变压器绝缘油的老化速度，甚至威胁电网的安全稳定运行。

通过分析，本论文提出了解决方法，从而提高冷却器运行的可靠性。

关键词：变压器；冷却器；电源切换；控制回路变压器在运行时会产生铁损与铜损，这两种损耗将会转变成热能，使变压器温度上升，若这些热量不及时散到空气中，就会使变压器温升增加，绝缘老化加速，在大型电力变压器中由于损耗很大，自冷已不能满足其运行要求，所以目前，大型变压器的冷却一般采用强迫油循环风冷方式，虽经各生产厂家多次改进，但是在实际运行维护过程中发现，冷却器控制回路的设计仍存在着很多缺陷。

由于变压器冷却装置电源切换回路故障在电力系统引起事故屡见不鲜，例如：1997年9月27日， 220kV飞凤山变电站1号主变冷却器总控制箱内工作电源（Ⅰ段）交流接触器线圈烧毁。

由于厂家设计未考虑到交流接触器线圈烧毁（或该回路断线），因此主控制室无任何信号，冷却器亦不能自动切换至备用电源（Ⅱ段），致使冷却器失去电源，造成主变跳闸事故。

因此，强油循环风冷变压器冷却装置能否可靠运行直接关系到变压器的安全运行。

其控制回路由诸多接触器、继电器、保险、空开组成，当任一元件发生故障时均可能导制冷却器部分停止运行或全停，若不及时对上述控制回路进行改造，就会给电力系统安全稳定运行带来严重威胁，为事故的萌发提供了条件。

1 改进方法现针对某公司的强迫油循环风冷装置控制回路进行分析，提出解决此类问题的一般性方法。

以KMS1接触器接通，380V电源I段工作，KMS2接触器断开，380V电源II段备用进行分析。

图1与图2为未改进控制回路图。

图2 冷却器全停保护回路原图图3 改进后的电源切换控制回路图解决方法：如图3所示，利用三相交流电之和为零原理[1]，在接触器KMS1、KMS2负荷侧接3个电容器做成星形连接，当一相或两相断线时中性点出现零序电压，经KMS2接触器常闭节点启动时间继电器SJ1，使得SJ1常闭节点断开，K1继电器失磁，断开KMS1接触器，同时经继电器K1常闭节点启动KMS2接触器，并经KMS2的常开触点自保持，将380V II段电源自动投入运行。

强迫油循环风冷变压器冷却器全停故障的分析与处理摘要：本文对强迫油循环风冷变压器冷却器全停故障进行了分析，并提出了相应的处理方法。

全停故障是指冷却器系统完全失去运行或停止工作的情况，可能导致设备过热、功率降低、绝缘老化、安全风险等潜在影响。

针对这种故障，需要进行有效的故障诊断和修复措施，包括检查电源、控制回路和机械部件，确保系统恢复正常运行。

关键词：强迫油循环风冷变压器冷却器；全停故障；故障分析；一、引言强迫油循环风冷变压器冷却器的作用重要性在于通过循环系统将变压器内部油冷却剂与外界空气进行热交换，有效降低温度，控制设备温度、提高容量和可靠性，并减少能源消耗和环境污染。

若发生全停故障，可能导致设备过热、负载能力下降、绝缘老化、安全隐患等严重影响，因此需要及时处理修复以确保设备正常运行和安全操作【1】。

二、故障原因分析（一）设备故障可能原因的分析和排查：电源故障：电源故障可能包括电源供应不稳定、电压波动、断电等问题。

在排查电源故障时，可以检查电源线是否连接良好，测量电源输出电压是否正常，并确保供电系统的稳定性【2-3】。

控制回路故障：控制回路故障可能导致设备无法正常运行或产生错误的信号。

在排查控制回路故障时，可以检查控制器的连接、传感器和执行器的工作状态，以及控制回路的连线和电气元件是否有故障【4】。

冷却液泵故障：冷却液泵是用来循环冷却液体的设备，在故障时可能导致设备过热。

排查冷却液泵故障时，可以检查泵的电源供应和电机工作状态，还可以检查管道连接是否正常以及冷却系统中是否存在堵塞或泄漏的情况【5】。

温度探测器故障：温度探测器用于监测设备温度，如果出现故障可能导致无法准确监测温度变化。

在排查温度探测器故障时，可以检查连接线路是否正常、探测器的位置是否合适，并进行必要的校准或更换。

（二）环境因素可能导致的故障：高温环境下的散热问题：在高温环境下，设备的散热能力可能受限，导致设备内部温度升高。

这可能导致设备过热故障或引起其他组件老化、膨胀等问题。

220kV 强迫油循环变压器风冷控制二次回路改进邹勇（惠州供电局）引言冷却器全停跳闸是强迫油循环主变防止380V 交流Ⅰ、Ⅱ段电源消失主变温度过高影响主变安全稳定运行的重要保护元件。

冷却器全停跳闸就是在380V 交流Ⅰ、Ⅱ段电源消失的情况下，经过一定延时联跳三侧主变，其中短延时经负荷闭锁、长延时不经任何闭锁。

但冷却器全停跳闸在某些情况下也会发生误动作，给变压器运行带来安全隐患。

1冷却器全停跳闸误动作现象及检查1.1误动事故一2007年5月14日某220kV 变电站运行中的#2主变冷却器全停跳闸动作，出口跳闸。

值班人员及继保人员检查发现是冷却器全停跳闸长延时继电器故障、继电器接点导通引起主变非电量动作跳闸，故障时间继电器为图中2BSJ ，而380V 交流Ⅰ、Ⅱ段电源均正常，风扇、油泵运转正常，切换回路完好。

1.2误动事故二2009年3月28日某220kV 变电站运行中的#1主变非电量保护装置跳闸出口，跳开三侧开关。

值班人员及继保人员检查发现#1主变冷却器380V 电源用电源Ⅰ，电源Ⅰ交流接触器能动作吸合，但辅助触点故障，故障接触器为图1中1JC ，导致冷却器全停延时启动回路动作出口跳闸，而接触器能正常吸合，风扇、油泵能正常运转。

2事故原因分析及其对策2.1事故原因分析冷却器全停跳闸误动原因有以下几点：（1）误动事故一中，冷却器全停跳闸延时继电器故障，图中2BSJ ，是造成本次误动作事故的直接原因。

从该事故可以看出，无论是短延时继电器，图中1BSJ ，还是长延时继电器故障，图中2BSJ ，都将导致主变冷却器全停跳闸，即时短延时继电器经负荷闭锁，图中过负荷闭锁继电器，但220kV 主变负荷比较重。

在380V 交流电源Ⅰ、Ⅱ段切换后未加装电压闭锁，给主变以后安全稳定运行留下隐患。

（2）误动事故二中，接触器辅助触点故障，图中1JC 常闭接点，是造成本次误动作事故的直接原因。

当主变冷却器380V 电源用电源Ⅱ，电源Ⅱ交流接触器辅助触点故障，JC 常闭接点，也将导致冷却器全停跳闸延时启动回路启动动作跳闸。

主变压器强迫油循环风冷控制回路改进
华北油田任东220kV变电所1#、2#主变压器采用强迫油循环风冷方式，因原风机控制设备元器件老化严重、故障频发，所以对这两台主变压器的冷却控制设备进行升级改造，采用XKWFP-15型控制系统替换原设备。

 安装完毕，在进行调试、传动试验时，我们发现该型产品电源的自动控制回路存在一个很大的缺陷：冷却系统采用双路电源供电，通过转换开关SAM1可任选一路为工作或备用，不论将转换开关置Ⅰ工作或Ⅱ工作位置，当备用电源出现断相或失电，工作电源奇怪的被切断，致使冷却器失去电源而全部停止运行。

各位同行都知道，当主变压器冷却器全停时，若不及时发现处理，变压器各侧断路器就会延时跳闸。

可见这个缺陷影响冷却系统的可靠性，甚至威胁电网的安全稳定运行，必须分析原因并加以完善。

 1、工作原理简述及缺陷原因分析
 图1为电源自动控制回路部分，若两路电源都正常，接触器K1、K2线圈带电吸合，断相保护继电器KX1和KX2不动作，接触器K7不动作。

 当将转换开关SAM1置I位，即电源I工作电源Ⅱ备用，电源ISAM1③～④触点K1动合触点K7动断触点KMM2动断触点K5动断触点(因其线圈与本文无关，未画出)KMM1线圈带电吸合，投入电源I。

 如果电源I出现故障，电源Ⅱ正常，断相保护继电器KX1动作，K7动作，KMM1线圈失电，切断电源I。

同时，电源IISAM1⑤～⑥触点K7动合触点或K1动断触点KMM1动断触点K5动断触点KMM2线圈带电吸合，投入电源II。

 但如果电源I工作过程中，备用电源II出现断相或失电，断相保护继电器KX2动作，K7动作，致使KMM1线圈失电，切断电源I，造成主变冷却器全。

变压器强油循环风冷却器的改造谢封生变压器强油循环风冷却器的改造根据我公司变压器现场运行情况以及上级文件要求，总结近几年对冷却器的现场改造经验，对变压器强油循环风冷却器的改造既要满足变压器的诸多技术要求，又要满足现场安全运行要求，以达到安全可靠、降耗节能、降低噪音、减少维护量、杜绝渗漏及提高变压器运行效率的目的。

强油循环从20世纪90年代开始，迎来了变压器大规模的改造工程，现根据我公司变压器运行情况及变压器冷却器行业最新产品发展趋势，借鉴同行相关专业的经验及理论学习，对本公司的变压器强油风冷却器的改造提出相关的经验，达到预期效果及相关文件的要求。

1.首先是现阶段变压器强油循环风冷却器在运行时存在的问题及改造后达到了什么标准1.1冷却管老化，传热导热性能降低，特别是原冷却管多为钢、铝或钢铝复合管，由于热胀冷缩和轧片及管径长时间户外运行，影响结合处的可靠性。

改造后将采用引进德国、加拿大技术生产的铝轧翅片管，克服了原复合管的问题，并且耐老化，抗腐蚀，重量轻，传热系数稳定。

1.2原复合管采用的是焊接结构，因焊接时易产生飞溅，飞溅物如在清理时没有清理干净，在变压器长期运行中容易随变压器油进入到变压器中，这是绝对不被允许的。

改造后将采用整体轧翅管、二次胀接技术及特别工艺方案，上下集油盒采用全封闭结构，可确保无渗漏且内部不产生焊渣等异物，可解决上述问题。

1.3旧的冷却为多回路（主要为三回路）。

改造后的冷却器是单回路，铝翅片管两端在端板上胀接，因两端板是钢板材料，两种材料在温度变化的情况下，它们的热胀冷缩系数不一样，易产生内应力，故在冷却器上安装自动调节装置。

1.4原冷却器由于采用三回路，冷却器油流大，油泵扬程高，选用的是4级泵（1500r/min）。

改造后将改为单回路后，采用6级泵（1000r/min以下）（电力行业规定要求6级及6级以上的泵方可使用），油泵转速降低，提高了油泵的寿命及安全性。

1.5原冷却器为120kW以下，风机转速为1500r/min，噪音高、寿命短。

一起强迫油循环风冷变压器冷却系统改造摘要：强迫油循环风冷（ODAF）曾作为一种重要的风冷系统被普遍应用在120MVA及以上的主变压器上，随着运行年限的增加，其问题也逐渐暴露，给变压器安全运行带来较大的潜在隐患，本文通过对强迫油循环风冷（ODAF）系统存在的缺陷进行分析，并针对性的提出一种安全、可靠，且方便维护的改造方案。

关键词：主变压器风冷系统 ODAF 风冷改造0.强迫油循环风冷（ODAF）系统问题分析强迫油循环风冷系统（ODAF）是一种以潜油泵强迫循环，以风扇强迫定向吹风，使油与冷却介质空气进行热交换的冷却系统，以公司某220kV变电站#1主变冷却系统为例，对其在运行中存在的主要问题分析如下：1．#1主变1999年投运，运行将近20年，散热翅片镀锌层氧化和表面污染严重，导致整体冷却器的散热能力衰减，运维人员用手触摸散热翅片时有热感。

2．变压器无自冷容量，一旦油泵或风扇马达出现故障，或变电站站用电系统出现故障停电，主变非电量保护需动作跳闸，主变甚至不允许工作在空载状态。

3．冷却系统在运行过程中维护工作量较大，维护成本较高。

尤其在运行环境恶劣地区，需要经常对强油风冷冷却器进行冲洗。

4．冷却系统受当时设计、制造能力的限制，密封面多，渗漏点多。

有的渗漏点处于高速油流区（负压区），积易吸入大气中的水分和空气，从而引起气体继电器报警或变压器油绝缘受潮，对变压器安全运行带来潜在隐患。

5．早期的部分冷却系统附件，如油泵、风扇马达，目前市场上无原型产品或可替代品，给变压器维修保养带来不便。

1.冷却系统改造方案1．冷却系统改造原则冷却改造时保持改造后的油顶层温升，绕组平均温升，绕组热点温升与改造前相比基本相当或低于改造前的变压器冷却条件，保证变压器出厂时的额定运行工况。

2．冷却系统改造总的方案将原冷却系统中的强迫油循环风冷却器改造为新型片式散热器，增加与之配套的吹风装置，及高性能进口油泵，新增汇流管，支架，改造冷却系统控制箱，变压器冷却方式由单一的使用强迫油循环风冷（ODAF）冷却方式改为增加了使用片散+风机+油泵的自然油循环自冷（ONAN）及强迫油循环风冷（ODAF）相结合的冷却方式。