变压器冷却器控制策略改进探析

D01:10.19392/j.cnki.l671-7341.201704083

变压器冷却器控制策略改进探析

武威1

方纯蓓1

杨东方1

范浩然1

郭志召2

1.国网嘉兴供电公司浙江嘉兴314000;2.河北建投宣化热电有限责任公司河北张家口 075100

摘要：分析了温度对变压器油纸绝缘以及油流带电的影响，阐述了控制油温对确保变压器使用寿命和运行可靠性的积极意义。结合长期运行 维护的实际情况，指出了传统变压器冷却器控制策略的弊端，并对其提出了适当的改进措施，为今后进行变压器冷却器控制策略的改变提供理论依

据和具体思路。

关键词：变压器；温度;冷却器;控制策略

电力变!器足电力系统不n丨或缺的关键性设备，直接关系着电力 系统安全运行和电网供电的可靠性。变代器绕组的温度会随着电力负 载的增大而显著提高，从而传牙到变)R器油，对电力变)R器的油纸绝缘 等特性带来深刻影响，危害屯力变W器的设备安全，缩减其使用寿命。 变ff器冷却器足有效改善变H器内部环境温度的茧要装置，对变历器 冷却器控制策略的相关研究H有茧大的现实意义。

1温度对变压器的影响

温度可以深刻影响变作:器油纸绝缘老化的热老化进程，并与变压 器油流带电现象的产生存在一定关联性，影响变)丨(器的经济运行。

hi温度对变压器油纸绝缘的影响

热老化、电老化、环境老化和机械老化等共同构成了变压器的油纸 绝缘老化进程，而对变]I、丨器川丨纸绝缘老化起决定性作用的是热老化％ 文献[2]指出影响变压器绝缘老化的_素主要有:温度、电场、水分、氣气、 酸以及光、机械应力、微生物等，温度通过作用于热老化的化学反)、V:速 率篸响油纸绝缘热老化的进程^ 一般热老化的化学反应速率越高，由热 老化决定的绝缘寿命越低。相关研究表明，针对各种类型的绝缘，温度 每升高8〜12°C将会导致绝缘养命缩M—半\\

另外,温度的升高会影响变i丨(器油的氧化速率，导致变压器油PH 值减小，沉淀物增多，危害变)k:器的正常运行141。有研究表明，温度升高 还可能导致变代器油和绝缘纸板的电导电流增加[51，降低其介电特性和 绝缘水平。

1.2温度对油流带电的影响

对于釆用强迫油循环冷却方式的电力变压器，绝缘油既作为绝缘 介质，又充当冷却介质，其循环流动过程中会造成油纸绝缘表而电荷分 离、积聚的现象，即为油流带电|61。

油流带电不仅会对变W器油道的绝缘性能造成损害，还会导致存 在于变W器汕中的游离电荷的泄放能力降低['对变压器安全、稳定运 行产生不利影响，危書供电系统供电的可靠性。

相关研究表明，变!丨(器汕温足影响变丨丨(器汕流带电的主要因素之 一，适当控制变)f<:器川丨温是抑制油流带电的重要措施[\"]。

由此可见，改善变j丨(器内部环境温度变化情况，对变M器运行安全有餘积极意义。本文阐述了传统的强迫油循环风冷变)K器的基木控 制方法，提出了其缺点并对此进行改进，以期使其控制策略更为合理。

2传统变压器冷却器控制策略

现在运行的变ffi器冷却器的甚木控制策略如下：

根据设备使用方实际情况，设置一定数量的冷却器充当工作组、辅 助组和备用组，工作组冷却器长期处于运行状态，辅助组冷却器在变压 器油温或齐变W器负荷电流达到某个限度值时启动。当温度或负荷电 流降回到相应数值时,冷却器工作一段时间后停止工作,辅助组也可以 酌情划分为第一辅助组、第二辅助组等。备用组是为了防止某个控制模 块或者冷却器出现故障时，影响变川器的冷却而设置的。

为实现上述控制逻辑，设备制造商通常只考虑各变)k器冷却器的 均衡工作，即每隔一定的时间间隔对各冷却器的工作时间按工作时间 由少到多的顺序进行排序，按照顺序分别安排下一周期的工作组、辅助 组和备用组。

这种控制策略确实可以保证设备的均衡利用，延长冷却器的使用

寿命。但同时也存在较多不足：

2.1环境温度权衡不足

在我国的大部分区域，四手变换带来的环境温差很大，尤;H:是寒冷 的冬季，环境温度本身对变裏器降温H有较好的作用。而驱动冷却器工 作的核心参考是变)R器油面温度和环境温度的相对值，传统的控制策 略不能根据季^的变化做出一定的调整，造成大量的能源浪费。

2.2降温欠均衡

传统的变压器冷却器控制策略由于各种原因往往不能保证降温的 均衡性,往往出现变压器一边运行冷却器组数小于另一边的情形。这对 变J

f(器油的使用寿命是不利的。2.3油泵和风机不能实现无极调节

传统变报器冷却器的基本控制逻辑只涉及风机和油泵的起停，对 于其转速的调节几乎没有考虑，导致冷却器运行、退出过程阶梯性强， 油流扰动大，调节性能差。

3变压器冷却器控制策略改进探讨

针对传统变)丨(器冷却器控制过程中环境温度权衡不足以及降温欠 均衡的缺点,对其冷却器控制策略做出相应改进，如下：

1)根据外界环境温度的差异将冷却器工作模式分为3种3春秋季 模式、夏季模式和冬季模式:汴对不同工作模式下的相应温度控制策略 做出调整，工作模式的H体划分情况见表U

表1冷却器工作模式

丁作模式环境平均温度T

冬季模式T<10°C春秋季模式10°CT>20°C

2)

增加变压器降温均衡控制逻辑，确保变仪器两侧运行冷却器数

目相同，使变压器内部温度降温更加均衡。同时对每台风扇和油栗实施 独立驱动,改变冷却器成组运行的做法，使控制精度提高c控制方法更 趋灵活，并节约电能，延缓变压器油更换时间a

3)

对冷却器的风机和油泵实施变频调速，利用变频器实现对风机

和油泵输出的线性调P,从而使风机和油泵实现无极调速，减小对变压 器内部油流扰动的影响。

改进的变]器冷却器控制策略实施过程如图1所示#

图1改进的变压器冷却器控制策略流程图

(下转第106页）

机械化工科技风2017年2月下

后，将螺栓2彻底拧紧后，再反复压装工件数次，观察工件此时在底座 里是否还有蹿动，如果有蹿动则仍需要粗调，如果工件没有蹿动，则证 明基本上已经调整到位，然后用标准件校零，之后再用校对检具测量该 尺寸，观察验证测量结果是否一致，如果保持一致则证明确实是调整到 位，如果不一致则再重复进行微调或粗调。

(二)粗调方法1) 状态；

2)

了更多的可调空间；

4)

方法，不需要再进行粗调，一般一次调整到位，时间也不过几分钟，有时 只需要一分钟。在这里就抓住了利用同锥度的压块和工件的配合起到 的导向作用，一次调整就可保证底座、压块、工件三者同心，无需再有量 化指标来衡量，只有掌握了好的技巧，才能够出效率出成绩。

三、结语

其实预抒(夹)紧在我们机械行业应用还是比较普遍的，在调整机 调整已经使用此方法，淘汰了从前逐步调整的笨拙方法，从很大程度上

首先将螺栓1和螺栓3拧紧到手用力才能将压块移动的预拧紧 加工装夹夹具时完全可以运用预夹紧方法，目前同步环齿定位夹具的 将螺栓2在压块处于中间状态时彻底拧紧，这样给下次微调留 减少了调整时间，提高了劳动生产率，由于这些方法的合理运用，目前

在其它同步环正常生产的情况下，同步环生产线换型所需时间一个班

3) 底座上放锥度、圆度均合格的成品工件或者精车内孔后的工件；次足矣，熟练情况下两个多小时就可以换型完毕。

开启测量设备，使压块反复压并测量工件，使其自动找正位置， 好多方法完全是根据实际经验总结出来的，预拧紧调整方式只是

其中之一，如果我们在工作中能多下点心思，那么我们的工作效率会更 高，就能更多的为公司创造财富。

参考文献：

[1]王先逵.机械加工工艺手册(第2版).第1卷:工艺基础卷.机械工 业出版社，978—7—111—20602-6.

将压块自动调整

到与工件同心，此时将螺栓1和螺栓3彻底拧紧，然后再校验测量数 据是否准确，如果不准确则可以再通过微调调整，一般可调整到位，如果 微调仍调整不到位，那么证明粗调时的方法不正确，需要进一步确认。

当然，其实只要把预拧紧调整方法掌握好，一般换型只需要用微调

(上接第95页）

4结论

合理控制变压器油温，可以更好地保护变压器油纸绝缘特性及其 电导特性，延缓变压器油更换频率，X#隹护变压器正常的使用寿命具有 极大的积极意义。传统变压器冷却器的控制策略具有诸多的缺点，通 过适当的改进可以提高其冷却性能，并节约能源。但改进的方法还有 待进一步实际运行验证。

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作者简介:武威(1988-)，男，工程师，大客户经理班班长，主要从事 高压业扩报装、用电业务变更、用户变电站用电检查等工作。