周宁电站#1主变压器冷却器改造

(宁德电力开发有限公司 福建 宁德 352000)

一、前言

周宁水电站总装机容量2×125MW，发变组为单元式接线，变压器冷却方式强迫油循环水冷。主变冷却器型号为东屋YSPG-160型强油循环水冷却器，是一种防堵型双重管变压器冷却装置，额定冷却容量160kW，设计水压1.0MPa，额定油流量50m3/h，额定水流量20m3/h，入口油温70℃，入口水温30℃。

周宁电站主变参数：

二、主变压器冷却系统存在问题

主变压器是发电厂及变电站最重要的电气设备之一，主变压器的安全可靠运行和使用寿命，在很大程度上取决于主变压器冷却系统的运行状况，周宁电站#1冷却系统自2004年投运以来，已经使用13年，经10多年运行管壁磨损、锈蚀严重，且每组都有多根管子被堵死，一旦冷却器漏水直接影响变压器安全运行；冷却器密封件有老化趋势，栅管内部有淤积污垢，影响热交换冷却效果；超过厂家设计寿命，且不能满足安评及并网要求。因此2018年结合#1主变大修对主变压器冷却系统进行技术改造。

三、主变压器冷却系统改造思路

冷却系统改造虽然不需要对变压器内部结构进行改造，但由于冷却装置的冷却效果的好坏对变压器的安全运行、使用寿命及内部元件性能有着直接的影响，因此对变压器冷却装置改造的技术要求是非常高的。

冷却器在原基础上进行改造，总进出油、水管路不变，只对冷却器本体进行更换，更换为双重管冷却器。改造包括冷却器本体、盘式油泵(转速n<1000r/min)、阀门(油、水均采用不锈钢阀门)、逆止阀(不锈钢)、水压差传感器、油压传感器、油温传感器、油流继电器、渗漏报警器等主要部件，冷却器所需电源线、控制线和信号线均需穿管，并按要求配制防水不锈钢端子箱，接线端子选用魏德米勒或凤凰品牌。

以上这些都需要对变压器内部温升、油流速度、整体冷却效果进行分析和计算，对管路进行重新布置设计，这在技术上是完全可行的，对冷却系统进行技术改造，达到满足和要求是完全可以实现的。

四、主变压器冷却器技术改造方案

周宁水电站主变压器冷却器共有5台冷却器，冷却器冷却器集装在同两个基座上，并通过管路分别与变压器及水源相连。冷却器集装由冷却器主体、流量信号器、渗漏报警器、油温传感器、水压力表、逆止阀、排气阀、排油阀、连接管路及控制系统等组成。

此次冷却器的改造采用新型的YSF-160双重管油水冷却器。新型双层管油水冷却器具有换热效果好，性能可靠,结构坚固，对温度和压力适用范围大，检修维护方便等特点。冷却器能根据主变负荷大小，自动投入或退出运行。每台冷却器设置1台盘式油泵,该油泵具有效率高，性能好，结构紧凑，震动小，噪声低等特点。油泵JB/T 10112《变压器油泵》要求油泵轴承采用采用高质量进口E级或D级轴承泵，轴承在正常使用情况下，寿命≥15年。每台冷却器出油管安装带阻尼功能的逆止阀。逆止阀选用的是加拿大Ritepro公司的Check Rite逆止阀。该阀门具有零泄漏，底压降，高流通能力，且零部件少，具有安全可靠等特点。在每台冷却器进、出水管；进、出水管上安装优质不锈钢球阀，阀门采用法兰连接方式，操作方式为手动。能实现在不退出变压器运行的情况下，对单个冷却器及其油泵、逆止阀进行拆卸和检修。

在每台冷却器油泵出口端(冷却器进口端)管路上安装油流指示器，流量指示器采用TURCK(图尔克)公司的基于热导原理的电子式流量传感器，具有结构简单，无泄漏，可靠性高等优点。为提高系统的可靠性和使用寿命，冷却器集装油管路及其法兰均采用不锈钢材质。冷却器油、水管路与系统总进、出管路连接部位均采用法兰连接。

实施改造时，还对相关的控制回路和二次信号回路进行更新，对冷却器控制回路、风扇及油泵控制回路、冷却器相关报警和调闸信号回路都进行合理设计，认真施工，有力的保证了改造后各项功能的实现。

冷却器系统改造与变压器大修同时进行，这样达到事半功倍的效果。

五、主变压器冷却器改造后运行情况

周宁电站#1主变压器冷却系统改造后经过近半年的运行，对该主变各运行参数与改造前进行了对比，以便对改造效果作出分析。更新改造后，同样负荷和环境温度下，变压器运行时的油温平均下降8℃～10℃。冷却效果明显增强。

我们用改造后的#1主变与未进行改造的#2主变带相同负荷数据进行比较如下：

1号主变

发电机有功124MW100MW80MW发电机无功8．67Mvar11．34Mvar0．68Mvar主变上层油温33．1℃28．6℃24．9℃

2号主变

发电机有功123．2MW106MW82．85MW发电机无功39．82Mvar18．2Mvar2．47Mvar主变上层油温36．9℃35．6℃33．4℃

2017年12月至2018年1月，利用周宁电站#1主变大修的机会，进行冷却器的更换改造工作。2018年2月初投入运行。到目前运行比较稳定，没有出现异常情况。同期同负荷条件下比较，变压器的温升下降10℃左右，减少检修维护工作量、提高设备的安全稳定运行等诸多方面达到了预期效果

六、总结

通过对周宁电站#1主变冷却系统的改造。一方面一号主变冷却效果明显提升，保证在夏季高温大负荷下，变压器温升明显下降；另一方面大大减少因冷却器堵死的检修次数，减少维护检修费用，其长期经济效益是相当可观的。

【参考文献】

[1]王连生，主编.供用电技术.辽宁大学出版社,2009年版

[2]王菊芬，孟浩龙.变压器油流带电现象.高电压技术-期刊,2008年第5期