变压器冷却系统

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1、2021/6/41Your Subtitle Goes HereReticulation变压器冷却系统变压器冷却系统厂用一班姜飞2021/6/42引言引言 在输变电系统中，变压器是实现电能转换的最基本在输变电系统中，变压器是实现电能转换的最基本,最重要的设备，对最重要的设备，对供电可靠性有着重大的影响。供电可靠性有着重大的影响。随着电力系统规模和容量不断提高，电力变压随着电力系统规模和容量不断提高，电力变压器大型化趋势日益明显。实践证明：变压器发热量的增加与其额定容量的器大型化趋势日益明显。实践证明：变压器发热量的增加与其额定容量的3/4次方成正比，而其冷却表面积只与其额定容量的次方成正比，而

2、其冷却表面积只与其额定容量的1/2次方成正比，所以次方成正比，所以变压器的散热冷却问题日渐突出，如何使变压器最大限度地散热，不仅是变变压器的散热冷却问题日渐突出，如何使变压器最大限度地散热，不仅是变压器生产厂家的重要课题，更是电力部门在生产运行中需要特别关注的问题。压器生产厂家的重要课题，更是电力部门在生产运行中需要特别关注的问题。所以这里引入一个所以这里引入一个6法则的概念：当变压器绕组运行在法则的概念：当变压器绕组运行在80 140 温温度范围内时，变压器绕组每升高度范围内时，变压器绕组每升高 6，绝缘寿命将缩短一半，绝缘寿命将缩短一半 因此必须借助专用的冷却装置对大型变压器进行冷却散热。

3、因此必须借助专用的冷却装置对大型变压器进行冷却散热。2021/6/43变压器的损耗和发热变压器的损耗和发热 变压器在运行中是有损耗的，一种是空载损耗，它是变压器工作时交变压器在运行中是有损耗的，一种是空载损耗，它是变压器工作时交变磁通在磁性钢片中产生的磁滞损耗和涡流损耗，它与负荷大小无关；变磁通在磁性钢片中产生的磁滞损耗和涡流损耗，它与负荷大小无关；是一种固有损耗。是一种固有损耗。另一种是负载损耗，它是运行变压器绕组内电流引起的直流电阻损耗另一种是负载损耗，它是运行变压器绕组内电流引起的直流电阻损耗（与负载电流的平方成正比）以及漏磁场作用在导线、机构件（加件、油箱）（与负载电流的平方成正比）以

4、及漏磁场作用在导线、机构件（加件、油箱）产生的涡流损耗之和。产生的涡流损耗之和。变压器运行中产生的损耗将转换为热量散发出来，使变压器绕组，铁变压器运行中产生的损耗将转换为热量散发出来，使变压器绕组，铁芯和变压器油温上升。变压器的温升影响它的带负荷能力，同时会加速芯和变压器油温上升。变压器的温升影响它的带负荷能力，同时会加速变压器绕组和铁芯绝缘材料的老化，影响它的使用寿命。变压器绕组和铁芯绝缘材料的老化，影响它的使用寿命。2021/6/44变压器的绝缘材料及其温升要求变压器的绝缘材料及其温升要求为保证绝缘强度，每种绝缘材料都有一个适当的最高允许工作为保证绝缘强度，每种绝缘材料都有一个适当的最高允

5、许工作温度，在此温度以下，可以长期安全地使用，超过这个温度温度，在此温度以下，可以长期安全地使用，超过这个温度就会迅速老化。按照耐热程度，一般分为：就会迅速老化。按照耐热程度，一般分为：Y（90）、）、A（105 ）、E（120）、）、B（130）、）、F（155）、）、H（180）、）、C（大于（大于180）变压器常用的变压器常用的A级绝缘材料有：级绝缘材料有：绝缘纸板、电缆纸黄漆绸、酚醛纸板、变压器油等。绝缘纸板、电缆纸黄漆绸、酚醛纸板、变压器油等。变压器绕组的绝缘多采用变压器绕组的绝缘多采用A级绝缘，国标规定了绕组的温升为级绝缘，国标规定了绕组的温升为65。变压器的热老化规定变压器绝缘按

6、照热点温度变压器的热老化规定变压器绝缘按照热点温度98 为基准（自为基准（自然老化温度，此时可获得绝缘预期使用寿命然老化温度，此时可获得绝缘预期使用寿命20-30年），温年），温度每增加度每增加6老化率增加一倍。老化率增加一倍。2021/6/45变压器的冷却方式变压器的冷却方式1、油浸式自冷、油浸式自冷(ONAN)：将变压器的铁芯和绕组直接浸入变压器油中，经：将变压器的铁芯和绕组直接浸入变压器油中，经过油的对流和散热器的辐射作用，达到散热的目的。为了增加散热表面，过油的对流和散热器的辐射作用，达到散热的目的。为了增加散热表面，这种变压器有的箱壁做成波浪状，有的焊上管子，有的装散热器，以促这种变

7、压器有的箱壁做成波浪状，有的焊上管子，有的装散热器，以促进热交换过程。进热交换过程。2、油浸风冷、油浸风冷(ONAF)：在油浸式自冷的基础上，散热片上加装风扇，在变：在油浸式自冷的基础上，散热片上加装风扇，在变压器的油温达到规定值时，启动风扇，达到散热的目的。（吹风可使对压器的油温达到规定值时，启动风扇，达到散热的目的。（吹风可使对流散热增加流散热增加8.5倍。同一台变压器，用了吹风以后，容量可提高倍。同一台变压器，用了吹风以后，容量可提高30%以以上。）上。）3、强迫油循环风冷式（、强迫油循环风冷式（OFAF）：）：这种方式是用油泵强迫油加速循环，经散这种方式是用油泵强迫油加速循环，经散热器

8、风扇使变压器的油得到冷却。这种方式若把油的循环速度比自然对热器风扇使变压器的油得到冷却。这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高流时提高 3 倍，则变压器可增加容量倍，则变压器可增加容量 30%，因此对大型电力变压器普遍，因此对大型电力变压器普遍采用强迫油循环冷却方式。采用强迫油循环冷却方式。2021/6/46强油风冷装置的组成和作用强油风冷装置的组成和作用1、潜油泵：提高油的流速，加速变压器油的内部热对流速度。、潜油泵：提高油的流速，加速变压器油的内部热对流速度。2、冷却风扇：提高冷却器表面空气流动速度，加速内冷却介质、冷却风扇：提高冷却器表面空气流动速度，加速内冷却介质（变压器油）与外冷却

9、介质（空气）的热交换速度。（变压器油）与外冷却介质（空气）的热交换速度。3、冷却器：增加冷却表面积，提高散热效率。、冷却器：增加冷却表面积，提高散热效率。4、冷却控制系统：形成冷却器投退的温度控制机制、并与变压、冷却控制系统：形成冷却器投退的温度控制机制、并与变压器非电量保护配合完成超温跳闸功能。器非电量保护配合完成超温跳闸功能。当变压器的上层油温与下层油温产生温差时，形成油温对流，并经冷却器冷却后流回油箱，起到降低变压器运行温度的作用，防止变压器长期处于高温状态，造成绝缘老化，影响设备的供电可靠性。2021/6/472021/6/48二、变压器冷却系统运行技术规定二、变压器冷却系统运行技术规

10、定1 1、电源的自动控制、电源的自动控制：冷却系统采用两个独立电源供电，其中一个工作，一冷却系统采用两个独立电源供电，其中一个工作，一个备用。当工作电源发生故障时，备用电源自动投入；当工作电源恢复个备用。当工作电源发生故障时，备用电源自动投入；当工作电源恢复时，备用电源自动退出。工作或备用电源故障均有信号。时，备用电源自动退出。工作或备用电源故障均有信号。2 2、工作冷却器控制：每个冷却器都可用控制开关手柄位置来选择冷却器的、工作冷却器控制：每个冷却器都可用控制开关手柄位置来选择冷却器的工作状态，即工作、辅助、备用、停运，运行灵活，易于检修每个冷却工作状态，即工作、辅助、备用、停运，运行灵活，

11、易于检修每个冷却器。器。3 3、冷却器的油泵和风扇电动机回路设有单独的接触器和热继电器，能对电、冷却器的油泵和风扇电动机回路设有单独的接触器和热继电器，能对电动机过负荷及断相运行进行保护。另外每个冷却器回路都装设了自动开动机过负荷及断相运行进行保护。另外每个冷却器回路都装设了自动开关，便于检修和对电动机进行短路保护。关，便于检修和对电动机进行短路保护。4 4、备用冷却器的控制：当运行中的工作、辅助冷却器发生故障时，能自动、备用冷却器的控制：当运行中的工作、辅助冷却器发生故障时，能自动启用备用冷却器。启用备用冷却器。5 5、辅助冷却器的控制：变压器上层油温或绕组温度达到一定值时，自动启、辅助冷却

12、器的控制：变压器上层油温或绕组温度达到一定值时，自动启动尚未投入的辅助冷却器。动尚未投入的辅助冷却器。2021/6/496 6、变压器投入电网时，冷却系统可按负荷情况自动投入相应数量的冷却器；、变压器投入电网时，冷却系统可按负荷情况自动投入相应数量的冷却器；切除变压器及减负荷时，冷却系统能自动切除全部或相应数量的冷却器。切除变压器及减负荷时，冷却系统能自动切除全部或相应数量的冷却器。7 7、信号回路：所有运行中的冷却器发生故障时，均能发出故障信号。、信号回路：所有运行中的冷却器发生故障时，均能发出故障信号。8 8、冷却器全停时主变的保护回路：当两电源全部消失，冷却装置全部停止、冷却器全停时主变

13、的保护回路：当两电源全部消失，冷却装置全部停止工作时，可根据变压器上层油温的高低，经一定时限作用于跳闸工作时，可根据变压器上层油温的高低，经一定时限作用于跳闸2021/6/410冷控全图冷控全图2021/6/411三、强油循环风冷却器控制回路三、强油循环风冷却器控制回路1、电源自动切换回路、电源自动切换回路技术要求：技术要求：采用两个独立电源供电，一个工作，一个备用；采用两个独立电源供电，一个工作，一个备用；当工作电源发生故障时，备用电源自动投入；当工作电源发生故障时，备用电源自动投入；当工作电源恢复时，备用电源自动退出。当工作电源恢复时，备用电源自动退出。2021/6/4121 1、正常情况

14、下变压器两段电源开关均处于投入状态。合上、正常情况下变压器两段电源开关均处于投入状态。合上I I、IIII路电源控制路电源控制空开空开1ZK1ZK、2ZK2ZK。若此时电源模式选择转换开关若此时电源模式选择转换开关KKKK置于位置置于位置I I，既，既I I主主IIII备方式，则备方式，则I I路电源路电源接触器接触器KM1KM1吸合，并闭锁吸合，并闭锁KM2KM2不吸合不吸合2 2、当、当I I路电源故障时路电源故障时3 3、当、当I I路电源恢复时，为逆向过程，不再赘述路电源恢复时，为逆向过程，不再赘述4 4、当、当IIII路电源故障时，情况雷同。路电源故障时，情况雷同。2021/6/41

15、32、工作冷却器控制回路、工作冷却器控制回路技术要求：技术要求：变压器投入电网时，自动投入冷却器；切除变压器时，自动变压器投入电网时，自动投入冷却器；切除变压器时，自动切除全部冷却器。冷却器的油泵和风机回路有单独的热继电切除全部冷却器。冷却器的油泵和风机回路有单独的热继电器，能对电动机过负荷及断相运行进行保护。器，能对电动机过负荷及断相运行进行保护。当运行中的工作冷却器发生故障时，能自动启用备用冷却器。当运行中的工作冷却器发生故障时，能自动启用备用冷却器。2021/6/4141、正常启动：合上控制空开3ZK、动力空开，将1冷却器工作方式转换开关打至工作位置，将n冷却器置为备用状态。2、运行冷却

16、器故障之一：油泵故障3、运行冷却器故障之二：风扇故障4、运行冷却器故障之三：油流异常2021/6/4153、辅助冷却器控制回路、辅助冷却器控制回路3、辅助冷却器控制回路、辅助冷却器控制回路技术要求：技术要求：变压器上层油温或绕组温度达到一定值时，自动启动尚未投变压器上层油温或绕组温度达到一定值时，自动启动尚未投入的辅助冷却器，入的辅助冷却器，当运行中的辅助冷却器发生故障时，能自动启用备用冷却器。当运行中的辅助冷却器发生故障时，能自动启用备用冷却器。2021/6/4161、油温启动辅助冷却器2、绕组温度启动辅助冷却器3、变压器过负荷保护启动冷却器2021/6/4175、信号回路、信号回路技术要求：技术要求：当运行中的工作工作电源、操作电源发生故障时，发就地指示当运行中的工作工作电源、操作电源发生故障时，发就地指示灯信号和遥信信号。灯信号和遥信信号。当运行中的工作、辅助、备用冷却器发生故障时，发就地指示当运行中的工作、辅助、备用冷却器发生故障时，发就地指示灯信号和遥信信号。灯信号和遥信信号。2021/6/418冷却器全停跳闸回路冷却器全停跳闸回路部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！