[發(fā)明專利]變壓器冷卻控制方法及應(yīng)用其的變壓器冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710149099.5
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106960719B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧慶港;李奇;周化忠;劉紅偉;劉立
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團(tuán)有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: H01F27/12
• 分類號: H01F27/12;H01F27/08;H01F27/40;G05D23/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種用于對變壓器的冷卻過程進(jìn)行控制的變壓器冷卻控制方法，為：根據(jù)表征變壓器內(nèi)絕緣油溫度的參數(shù)——油溫的變化情況和基于變壓器的發(fā)熱過程和散熱過程而表征變壓器內(nèi)部溫度變化情況的參數(shù)——熱狀態(tài)的變化情況，來控制調(diào)整對絕緣油進(jìn)行散熱的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和驅(qū)動絕緣油流動的潛油泵的轉(zhuǎn)速。一種應(yīng)用上述變壓器冷卻控制方法的變壓器冷卻系統(tǒng)包括溫度傳感器、電流互感器、控制器、工作電源、冷卻風(fēng)機(jī)、潛油泵和通訊接口。本發(fā)明利用油溫和熱狀態(tài)作為判據(jù)來控制調(diào)整冷卻風(fēng)機(jī)和潛油泵的轉(zhuǎn)速，能夠?qū)崿F(xiàn)更為精細(xì)的控制，適應(yīng)寬范圍溫度變化，實(shí)現(xiàn)對變壓器冷卻過程的主動柔性控制，提高變壓器運(yùn)行的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于對變壓器的冷卻過程進(jìn)行控制的方法，以及實(shí)現(xiàn)該方法的變壓器冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)容量不斷增大，作為電網(wǎng)輸送電力的核心設(shè)備變壓器的容量也隨之不斷增大，各種仿真等先進(jìn)設(shè)計(jì)工具軟件的引入，綜合運(yùn)輸重量、體積及外形尺寸等多種因素的約束，大容量變壓器逐漸逼近了工業(yè)制造的極限，任何制造過程中的瑕疵以及運(yùn)行方式的不當(dāng)都會影響其運(yùn)行的可靠性。

變壓器運(yùn)行中，除了漏磁形成的發(fā)熱損耗之外，還存在硅鋼片磁滯損耗形成的鐵損以及繞組直流電阻形成的銅損，這些損耗轉(zhuǎn)換為熱量散發(fā)出來，使油浸變壓器繞組、鐵芯和絕緣油(變壓器油)溫度上升。由于電力負(fù)荷的波動性，變壓器運(yùn)行中所帶的負(fù)荷也隨時(shí)都在發(fā)生變化，這將使變壓器的損耗隨之發(fā)生變化，從而造成變壓器油溫的波動變化；一年四季氣候以及每天晝夜環(huán)境溫度的變化，也會影響變壓器油溫的變化。變壓器的溫升影響它的帶負(fù)荷能力，同時(shí)會加速絕緣材料的老化，影響它的使用壽命。為了保證變壓器安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行，要隨時(shí)檢測變壓器的油溫并由冷卻控制裝置控制冷卻器組的運(yùn)行，從而控制變壓器油溫的變化，使其油溫維持在一個(gè)固定的范圍內(nèi)。

通常在變壓器油箱內(nèi)部設(shè)計(jì)了輔助散熱用的油道和油路，在潛油泵的作用下絕緣油循環(huán)流動，這樣就能夠及時(shí)有效的將熱量輸送到變壓器油箱外部的冷卻器中，通過控制冷卻器內(nèi)冷卻風(fēng)機(jī)的啟停，將熱量經(jīng)由冷卻器散熱到周圍大氣中。變壓器內(nèi)的發(fā)熱和散熱是動態(tài)平衡的過程，當(dāng)發(fā)熱和散熱達(dá)到平衡后，溫度才穩(wěn)定在某一水平，在此過程中穩(wěn)定是相對的，不穩(wěn)定是絕對的。變壓器的運(yùn)行溫度是一個(gè)變量，變壓器各部分的發(fā)熱和散熱相對平衡后，會出現(xiàn)復(fù)雜的溫度場，不同部位或不同時(shí)間的溫度是不相同的。目前大型電力變壓器的上述冷卻控制主要采用傳統(tǒng)的繼電式控制方式。

由于中國地域的廣闊性，有部分大容量變壓器運(yùn)行在高緯度的高寒區(qū)域?，F(xiàn)有的變壓器設(shè)計(jì)中更多的關(guān)注高溫對絕緣材料性能的影響，而對于低溫下運(yùn)行的變壓器則沒有予以太多的關(guān)注，其散熱冷卻系統(tǒng)與在南方安裝運(yùn)行的變壓器未進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。如東北某電廠的500kV/400MVA主變在冬季的空載運(yùn)行中未考慮低溫對冷卻系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，導(dǎo)致油溫過低，運(yùn)行一段時(shí)間后C相發(fā)生嚴(yán)重故障，C相油箱低壓側(cè)出現(xiàn)開裂，變壓器油溢出，變壓器內(nèi)部損壞，經(jīng)返廠解體檢查，發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部受潮，絕緣失效，高壓繞組發(fā)生貫穿性短路故障。

在變壓器油中，水分主要以溶解水、懸浮水、沉積水三種形態(tài)存在，變壓器油在運(yùn)行中不停地循環(huán)，變壓器內(nèi)的電場和溫度場是不均勻的。水是極性分子，電場對水分有吸引作用，電場強(qiáng)度高的部位容易集積水分。變壓器運(yùn)行時(shí)間越長，高電場部位集積的水分越多。當(dāng)局部絕緣上的水分集積到一定程度時(shí)，便可能在正常運(yùn)行電壓下引起絕緣事故。