某发电厂变压器油温升偏高故障检查分析陈德

陈德

摘要：广东省某发电厂#1主变出现油温升偏高，且有逐年升高趋势，文章通过对该变压器油温升偏高故障的检查和分析，确定其原因是由于变压器部分冷却器的冷却管被灰尘堵塞风道和一组冷却器内部油路存在油流小循环造成的，然后提出相应的处理建议。

关键词：变压器；油面温升；冷却器；故障

广东省某发电厂#1主变出现油温升偏高现象，且有逐年升高趋势，本文将根据主变本身容量和冷却器配置情况，分析其原因，并提出处理建议。

1概况

1.1广东省某发电厂#1主变相关参数及配置：

广东省某发电厂#1主变，如图1所示，具体型号参数如下：

型号：SFPS7-80000/110

空载损耗：67kW

负载损耗：高压-中压=121.5kW

高压-低压=352.3kW

中压-低压=85.2kW

风冷却器：7组120kWYF-120/380

图1#1主变压器

1.2油温升偏高故障情况

运行情况：负荷60MW,冷却器开7组；

油面温升：42K，并有逐年升高趋势；

电气试验：电气试验数据正常。

2故障检查分析

强迫油循环变压器当冷却器的冷却容量等于总损耗时，油平均温升为35K[1],顶层油面温升约为40～42K。该变压器运行负荷仅为60MW,是额定负荷的75%，且冷却器7组全开，而油面温升却为42K，明显存在油面温升偏高故障。

变压器油面温升偏高原因常有两个方向，一为变压器损耗增加，二为冷却器的冷却容量降低。概况中介绍该变压器电气试验数据正常，即变压器损耗没有增加。由此可见该变压器油面温升偏高原因是由冷却器引起的。

2.1变压器冷却器配置情况分析

该台变压器运行在最大损耗的高压-低压状态，则总损耗=67+352.3=419.3kW。而该变压器配置7组冷却器，其冷却容量为120×7=840kW，其冷却容量大于总损耗。因此，该变压器在冷却器配置方面不存在问题。

2.2冷却器的冷却能力分析

在冷却器配置方面不存在问题的前提下，基本可以确定是冷却器冷却能力——即冷却容量下降所致。单个冷却器的冷却容量降低的判定：

2.2.1冷却器的冷却容量公式为：Q=G×γ×CP×(T1-T2)/3600⑴

式中:Q——冷却器的冷却容量(kW)

G——油循环量（m3/h）

γ——变压器油的密度（kg/m3）

CP——变压器油的比热（kJ/kg.℃）

T1——冷却器的进口油温（℃）

T2——冷却器的出口油温（℃）

另外，冷却器的额定容量条件之一是在进口油温与进口风温为之差为40℃，如果实际温度与此不同，近似的冷却容量：Q=Q40×ΔT/40⑵

式中:Q——冷却器的实际冷却容量(kW)

Q40——冷却器进口油风温之差为40℃的冷却容量(kW)

ΔT——冷却器实际进口油风温之差

由⑴式可知，冷却器的冷却容量主要由油循环量和进出口油温差决定。

由⑵式可知，冷却器的实际冷却容量还与进口油温与进口风温为之差有关。

2.2.2按进出口油温差判定：

中国原子能科学研究院曾对YF-125冷却器进行研究试验：①进口油温与进口风温之差为40℃，油流量31m3/小时，冷却容量为104kW时，其进出口油温差为6.8℃。②当进口油温与进口风温之差为42℃，油流量40m3/小时，冷却容量为117kW时，其进出口油温差为6.3℃。[2]

另外，西变曾对FS-120L冷却器进行型式试验，其进口油温与进口风温之差为40℃，油流量42m3/小时，冷却容量为120kW时，其进出口油温差为5℃。[3]

由以上两组数据类比，设计容量为120kW的YF-120/380冷却器，进口油温与进口风温之差为40℃，油循环量40m3/小时，其进出口油温差应为5～6℃。

于是对该变压器冷却器的潜油泵、油流继电器进行外观检查和对进出口温度进行测温检查：潜油泵运行正常；#6油流继电器油流指针来回抖动，其它油流继电器指标正常；进出口测温数据如表1。

可知，造成油温差偏小的原因与油循环量增大或冷却器冷却容量下降有关。在油泵不变的情况下，油循环量增大基本不太可能。因此，造成油温差偏小的原因是冷却器冷却容量下降所致，而单纯冷却容量下降是冷却管与空气的接触面积减少或不充分接触所致。据了解，该变压器冷却器已三年多未清洗，基本判定是冷却管已被灰尘覆盖和灰尘堵塞风道。根据变压器冷却器的维护要求，冷却器两年清洗一次，或根据油面温升变化比初值高5～10%和污垢情况进行不定期清洗。

＃6冷却器进出口油温差很大：17～21℃，相当于正常值的三倍，由⑴式可知，造成油温差偏大的原因与油循环量减少或冷却器冷却容量增大有关。若循环油量不变，则冷却器容量增大到三倍。在工况条件相近情况下，冷却器容量不可能增大这么多，而很可能是循环油量减少到1/3。该冷却器为三回路冷却器，其油路如图2所示。当三个回路的油流分隔完好，油泵的流量就等于冷却器进出口的流量；当三个回路的油流分隔不好，例如油室密封垫放错，净油器未用厚羊毛毡做过滤等，都可能会造成下油室→油泵，或二回路油管→上油室→一回路油管→油泵，或下油室→净油器→油泵之间的油流小循环，从而减小了主循环流量，导致冷却器进出口的流量减少到1/3。这也正好解释了#6油流继电器油流指针来回抖动的成因。

图2三回路冷却器及油流示意图

3.故障总结及处理建议

3.1故障总结

经过以上的检查和分析，基本确定变压器油温升偏高的原因是变压器部分冷却器的冷却管被灰尘堵塞风道和一组冷却器内部油路存在油流小循环造成的。

3.2处理建议

恢复冷却器容量主要从恢复进出口油温差和保证循环油量两方面着手，具体为：

（1）清洗风道，减小堵塞；

（2）检查风扇和油泵的转速、转向是否正常；

（3）检查上下油室隔板密封垫放置是否正确；

（4）检查净油器过滤网是否符合要求。

4结束语

目前在我国电网中运行的变压器，还存在不少运行多年甚至超过25年及以上的变压器，对该类型变压器或新型变压器的故障分析和处理，是变压器运行维护，乃至电网系统运行维护和保障电网安全、可靠、稳定运行的一个重要环节。本文通过以上案例介绍了变压器油温升偏高故障的检查、分析和处理方法，希望能在其它型号变压器温升过高或类似故障的检查、分析以及处理方案上得以运用。

参考文献：

[1]路长柏,朱英浩等.电力变压器计算[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社,1990.

[2]佚名.YF-125冷却器的试验报告[R].中国原子能科学研究院,1991.

[3]佚名.FS-120L冷却器的型式试验报告[R].西安变压器厂,1989.

作者简介：陈德（1983），男，广东广州人。电力工程师，工学学士学位，从事变压器制造、维护、检修等工作。