苏制ТДЧ－250000／500У1型变压器油温偏高的原因分析

电力18讯：    据了解原苏联生产的ТДЧ－250000／500У1型变压器在我国运行的有53台，都有程度不同的油温偏高的现象，安装于大同第二发电厂的3号主变这种现象尤为突出。该变压器多年来每逢夏季7～9月份上层油温偏高（达72℃时，采取应急措施限制温度上升），3号机组出力受阻，虽采取了许多应急措施，但其根源没有解决，因此有必要对其产生的原因进行分析探讨。

1　影响变压器油温的部分技术参数
1．1　使用环境条件
环境空气最高温度＋40℃；环境空气最低温度－40℃；最大日温差25℃；
　　年平均当量温度（按原苏联国标ГOCT14209―69）不大于＋20℃；
　　安装海拔高度不超过1 100 M。
1．2　额定参数
变压器额定容量　250 MVA；
变压器额定电压　525／15．75 kV；最高工作电压　550 kV；
冷却方式　强迫油循环风冷，冷却器总容量为1 080 kW。
1．3　变压器总损耗　　830 kW。
1．4　温度规定
1．4．1　按ГOCT3484―77规定的方法进行温升试验时，在额定容量下，超过环境空气温度的允许极限值不应高于下述值：（1）顶层油温55℃；（2）绕组65℃；　（3）铁心与结构件表面85℃。
1．4．2　变压器带额定负荷和投入冷却装置在最热的环境（空气温度为＋40℃）下运行时，油箱上层的最高允许温度是＋71℃。
1．4．3　变压器带额定负荷并在环境温度低于＋40℃下运行时，上层油的允许温度根据环境温度和油温超过环境温度＋31℃时的和来确定。

2　原因分析
　　从上述的技术参数看，大同第二发电厂3号主变适应于制造厂对环境温度的要求。经过反复比较、测算，笔者认为原苏制ТДЧ－250000／500У1型变压器（以下简称3号主变）油温偏高主要有以下因素。
2．1　制造厂最高允许温度极限低于我国行业标准

　　制造厂规定，变压器在带额定负荷和投入冷却装置在环境温度＋40℃运行时，油箱内上层油温最高允许＋71℃。而我国行标DL／T572―95规定，在上述同样条件下，油箱内上层油温最高允许＋85℃。为遵循制造厂规定，我们只能在当上层油温到达＋71℃及以上时，采取机组降负荷或冷却装置加喷淋等措施。由于3号主变本来器身温度就高，厂家规定的极限值又较我国标准偏低，因此使3号主变温度高的问题更加突出。
2．2　变压器铁心漏磁通大
　　大同第二发电厂于1997年8月对3号主变进行了吊罩大修。检查发现：该变压器铁心是用冷轧硅钢片制成的三心带旁轭的五柱式结构；低压绕组是由换位导线绕成的螺旋型绕组；高压绕组是纠结连续式的、中部出线。绕组之间的主绝缘是油间隙和用板做成的，相互用板条隔开的圆形纸筒，轭绝缘也是油栅间隙。这些油（栅）间隙对变压器器身的散热起到关键的作用。经检查发现，该变压器铁心硅钢片的叠放、插板工艺较差，对接缝过宽（约2 mm），因此使变压器铁心漏磁通增大，铁损增加，导致铁心进一步发热。

2．3　冷却器的设计、安装不合理

2．3．1　风叶设计不合理
　　（1）风扇电机的风孔直径D为800 mm，风孔中心有D为500 mm的圆板堵塞，并作为风扇风叶的支撑板，剩下只有150 mm长度作为风叶的尺寸，因此，风叶短，风量小（风量的大小与风叶的长短成正比）是变压器油温高的主要原因之一。
　　（2）常规设计D800的风孔应该是D800的通风道，但该冷却器风孔中心由于有D500的圆板堵住，使其通风道仅有150 mm的圆周道，因此，风道狭窄。
　　（3）风扇的风叶为内外、动静双排、逆向对流结构，此结构是将风扇产生的风在冷却器内部产生旋转风从内向外（从后向前）排放（我国及日本变压器冷却器的风扇为单排直通式风向）。由于风量小、风道狭窄，旋转风通过狭窄的风道在宽大的散热器空间极易造成死区，使冷却风不到位，冷却效果变差。

2．3．2　散热器管排列过密
　　散热器散热管的排列过密，排列厚度过宽（6排），使散热管之间的缝隙过小，有效通风量太小，虽然风叶的数量相当多、风压大（风叶数量与风压成正比），但再大的风压对于一个近似不通风的墙壁而言，其通风效果也就不言而喻。
2．3．3　冷却器结垢严重
　　冷却器由于运行年久，杂物及尘土、腐蚀等原因结垢严重，由于散热管排列紧密、排管厚等原因，在机组大小修时，无法将内侧的散热管之间和翅片之间的污秽、结垢等冲洗干净，影响了散热效果。
2．3．4　冷却器安装位置不佳
　　冷却器安装在变压器本体南北两侧，离本体距离较近（约2 m），冷却器的进风区即为油箱的散热区，因此冷却器进风区温度较高，是冷却效果不佳的外因。
2．3．5　冷却器容量不足
　　设计要求，变压器冷却器的设计使用容量≥变压器总损耗的15％。而3号主变冷却器总容量（包括备用）为1 080 kW，减去备用容量180 kW，冷却器的实际使用容量应为900 kW；变压器的总损耗为830 kW。从计算看，冷却器的设计使用容量小。按设计要求，冷却器组的个数N为：
　　N≥（Pe＋Pe×15％）／PN　（N取正整数）&nb