变电站主变压器风扇的维护和检修

郭景文

【摘  要】电力系统变压器长时间持续运行，冷却器风扇容易发生故障。另外，根据主变风扇电机检修技术规程要求：每年应对主变冷却器风扇进行一次拆卸检修试验。进行主变冷却器风扇大修时，因风扇安装在一定的高度，普遍采用人力抬举方式或吊车悬挂方式拆装，风扇重70kg以上，工作效率低，劳动强度大，耗时耗工，同时存在严重的安全隐患，且受环境、方位、设备大小等局限性的影响，在空间位置狭小或周围存在障碍物的条件下，作业难度提高。

【关键词】变电站;主变压器风扇;维护;检修

引言

变压器是用来改变电压大小的一种电器设备，起着电力的经济输送和分配作用，它在电力系统中占有很重要的地位。它的运行正常与否直接影响电力变压器负荷能力及使用年限。变压器风扇由于运行维护管理不好，造成损坏而影响电力变压器正常运行的情况时有发生。因此分析变压器风扇损坏原因，加强对变压器风扇运行的维护管理有着重要的意义。

1变电站主变压器冷却器风扇的技术特点

冷却风扇的作用是对冷却器散热片中的变压器油进行外部吹风冷却，快速降低其温度，以满足变压器内部循环冷却的需要。由于没有有效的定期切换制度，往往机组开启时投入运行的潜油泵及风扇电机在不发生故障的情况下长期运行一个检修周期。由于运行时间较长，内部润滑脂逐渐失去作用，再加上电机轴承质量原因，影响了电机的使用寿命，经常发生因轴承原因引起的电机损坏。而另外一部分风扇电机却长期闲置，造成设备资源的浪费，由于长期不运行，这些风扇电机很容易内部受潮，影响电机的绝缘。长期运行的冷却器其散热片上逐渐堆积了较多的灰垢，也影响了设备的冷却效果。

1.1安装要求

安装前需检查风扇的紧固件是否松动，叶片是否变形，拨动是否旋转顺畅，检查出线端标志字母U、V、W相序与电源相序是否对应。若发现异常应进行校正处理。用500兆欧表检测电机绕组对机壳热态绝缘电阻，其电阻值不低于1MΩ。因绝缘受潮引起电阻低，应进行干燥处理。按规定电源对电机进行空转运行试验（不装叶轮）应启动灵活，运行平稳轻快、声音和谐，当三相电源平衡时，电动机的三相空载电流中，任何一相与三相平均值的偏差应不大于三相平均值的10%。整机接通电源试运行后，应检查旋转方向及运行情况。

1.2维护要求

日常巡视检查发现异常现象，如剧烈振动、声音异常、电流过大、轴承过热等应及时停机检查，待排除故障后方可投入运行。停机后需重新投入运行时，应确保气流通道和风筒内无异物，然后拨动叶轮进行检查，待供电线路等一切正常后即可投入运行。拆卸故障风机作业顺序：首先拆卸风机的电源线，然后托住风机两端，拆卸风机的紧固螺栓，最后缓慢将风机放落地面，解除冷却风扇电源线并包扎好，拆卸过程中注意防止损坏散热器。复装风机按拆卸的相反程序操作，手动拨转风叶顺畅运转，然后恢复风机电源线，安装过程中注意防止损坏散热器。按照解除前电源线的位置，装复冷却风扇的电源线。拆机检修时，应先清理润滑脂等残留物，连通轴承均应彻底清洗干净。检查转子无卡滞、生锈，轴承完好;用万用表测量电机直流电阻，电阻值符合铭牌标示值，发现故障应及时处理。绕组重绕后，应进行耐电压试验，新绕组应能承受交流电压2000V、时间为1min的耐电压试验而不被击穿。全密封轴承在5年内可不必更换润滑脂;非全密封轴承注油前应将油杯清理干净，用油枪向油杯中注入润滑油，添加量约为轴承空间的2/3，正常使用时2～3年加入一次即可。

2总体设计和关键技术的实施方案

2.1方案设计

主变压器风扇转速系统采用两个回路控制冷却风扇。一路为变频回路，也是主回路;另外一路为工频回路，也是备用回路。正常情况下，设置变频器起动参数，转换开关合在变频回路位置，空气开关1闭合，变频器通过继电器输出点輸出高电平信号闭合交流接触器1。此时如果主变油温达到变频器起动的设置要求，变频器经过整流桥把380kV交流电整流成直流电，同时主变油温以电流或者电压信号输入变频器，变频器内部经过PID运算器进行运算，然后按照运算结果控制其内部逆变桥六个开关器件的导通和截止，输出频率变化了的交流电，起动主变冷却风扇。为了防止主变冷却风扇可能会在起动的临界点频繁起停，我们采用了回差控制技术。就是把变频器的起停点设置在不同情况下。比如，起动设置在主变油温为50℃，则停机设置在45℃。变频器本身自带有遥测、遥信输出，可以接入当地变电站的综合自动化装置上，然后将变频器输出频率、输出电压、输出电流或者输出功率、控制回路运行状态有选择的上传到远端。

2.2变频器的研究

本次设计中，主要使用的设备就是变频器。那么变频器的研究在项目开发中起到至关重要的作用。

2.2.1控制模块

检测到油温信号达到设置的起动变频器设置时，交流电通过整流桥整流成直流电;控制模块内部有PID运算器，可以根据油温信号进行运算，然后输出控制信号到逆变桥模块，，逆变桥按照六个开关器件的导通和制止来逆变整流过来的直流电，然后输出频率变化了的交流电给交流电机。

2.2.2整流模块

整流模块主电路由整流二极管组成三相整流桥，将电源的三相交流电全波整流成直流电。滤平全波整流后的电压波纹;当负载变化时，使直流电压保持平稳。

2.2.3耗能模块

电动机在工作频率下降过程中，将处在发电状态，所发电会反馈到直流电路中，使直流电压不断上升，甚至可能达到危险的地步。因此，必须将再生到直流电路的电能消耗掉，使保持在允许范围内。

2.2.4逆变模块

逆变模块主电路是可关断晶闸管，常用的有绝缘栅双极性型晶体管、电力晶体管门极关断晶闸管以及电力MOS场效应晶体管等。

结语

综上所述，此次研究成功研制出了能重复使用，具备较高经济效益，操作灵活方便简单，能有效提高安全措施可靠性的通用变电站主变风扇拆装维修小车，成果拟在变电站现场工作所做的安全技术措施中进行普及与推广。

参考文献：

[1]王林.大型变压器冷却装置的检修维护[J].安徽电力科技信息，2016（1）：1-3.

[2]王国华.油浸式变压器用热交换装置综述（中）[J].变压器，2018，38（3）：32-44.

[3]杨世铭，陶文铨.传热学[M].3版.北京：高等教育出版社，2017.

（作者单位：国网太原供电公司）