 Smart Grid 智能电网, 2012, 2, 57-61 http://dx.doi.org/10.12677/sg.2012.23011 Published Online September 2012 (http://www.hanspub.org/journal/sg.html) Comparatively Analysis of the Washing Methods for Transformer’s Condenser Yuguo Song1, Sai Qi2, Yu e Cui3 1Hegang Power Bureau, Hegang 2Heilongjiang Electric Power Staff University, Harbin 3Qiqihaer Power Bureau, Qiqihaer Email: qisai2006@163.com Received: Jul. 11th, 2012; revised: Aug. 10th, 2012; accepted: Aug. 18th, 2012 Abstract: Since the manufacturer of transformer usually consider only flux and heat dissipation of the transformer’s condenser while it is designed and manufactured, the using environment of the transformer ’ condenser and field main- tenance is ignored and the cooling tube is closely spaced. Thus lead to some pollution problem by the environment and the maintenance cost is increased. This article comparatively analysis two kinds of washing methods. The result shows that using air washing has better effect than charged water washing. With that we can reduce washing workload, im- prove work efficiency and the quality. Keywords: Condenser; Washing; Merit and Demerit; Comparatively Analysis 变压器冷却器带电水冲洗与空气冲洗性能对比分析 宋玉国 1，齐 赛2，崔 悦3 1鹤岗电业局，鹤岗 2黑龙江电力管理培训中心，哈尔滨 3齐齐哈尔电业局，齐齐哈尔 Email: qisai2006@163.com 收稿日期：2012 年7月11 日；修回日期：2012 年8月10 日；录用日期：2012 年8月18 日 摘 要：由于变压器厂家在冷却器的冷却管设计和制造，只考虑了满足它的流量和散热，而较少考虑冷却器实 际使用环境和现场维护量，冷却管排列过密，冷却器受环境污秽程度严重，导致冷却器维护工作量加大。本文 针对冷却器冷却片缝隙狭小，现场带电水冲洗效果不很理想问题，提出分析比较检修人员在清扫工作中，应该 选用带电水冲洗还是用空气清洗较好，以此来减少我们的工作量、提高工作效率和工作质量。 关键词：变压器冷却器；冲洗；优缺性；比较分析 1. 变压器冷却器工作原理 变压器冷却器的工作原理是，变压器上层油温与 下层油温产生温差，通过冷却器形成油温对流，经冷 却器冷却后流回油箱，起到降低变压器温度的作用。 对强油风冷变压器，在油侧、由变压器油泵将变压器 油箱上部的热油送入冷却器，使之流过冷却管，再从 变压器的下部送回油箱。当热油在冷却管内流动时， 将热量传给冷却管，再由冷却管对空气放出热量。在 空气侧由变压器风扇将空气吸入，使之吹过官族、吸 收热量，然后从冷却器的前方吹出。 1.1. 变压器的几种冷却方式 1) 油浸式自然空气冷却方式。 2) 油浸风冷式。 Copyright © 2012 Hanspub 57  变压器冷却器带电水冲洗与空气冲洗性能对比分析 3) 强迫油循环风冷式。 4) 强迫油循环导向冷却。 5) 水循环冷却方式。 在500 kV变电站中一般大型变压器采用强油强 风冷式，而超大型变压器采用强迫油循环导向冷却方 式[1]。 1.2. 强油风冷变压器冷却器元件组成 强油风冷变压器冷却器由以下主要元件组成： 冷却器由热交换器、风扇、电动机、气道、油泵 油流指示器等组成。冷却风扇是用于排出热交换器中 所发射出来的热空气。油泵装在冷却器的下部，使热 交换器的顶部油向下部循环。油流指示装在冷却器的 下部较明显的位置，以利运行人员观察油泵的运行状 态[2]。变压器冷却系统概览画面如图 1所示。 2. 变压器冷却器带电水冲洗与空气冲洗 对比问题提出 冷却器在长期运行中，由于空气入口的表面附着 昆虫、蛾子等虫类或尘埃，形成堵塞而降低冷却能力， 因此，希望按下述要点定期进行清扫。 1——冷却器组运行指示；2——工作状态设置指示以及电流指示；3——故障 确认按钮；4——重要故障指示；5——自动切换时间监视；6——温度监视 Figure 1. General picture of system 图1. 变压器冷却系统概览画面 2.1. 冷却器用高压水柱冲洗方法 冷却器用高压水柱冲洗方法，是从冷却器的后面 (变压器油箱侧)开始清扫冷却器本体及冷却管和下部 官办的连接部位必要时再从导风筒内反方向清扫。方 向清扫时，应特别注意安全，同时不允许将风扇叶片 弄变形，水柱不能射向风扇电动机。 变压器运行的定期检查中，一般可根据温升变化 (比初值高 5%~10%)和污垢程度，每 2~3 年进行一次 用高压水柱清洗将堵塞物出去。 1) 一般使用消火栓，但也可使用汽车冲洗机。 2) 每台冷却器的清洗时间约为 30 min，并根据排 水的污浊程度来决定是否清洗干净。 3) 水洗后，可打开风扇来干燥冷却器。 2.2. 变压器冷却器空气清洗方法 使用 490 kpa(约5 kg/cm2)压缩空气进行清扫，每 台冷却器清扫时间应根据表面附着物的情况来决定。 一般变压器厂家在冷却器的冷却管设计和制造 时，只考虑满足它的流量和散热，而较少的考虑冷却 器的实际使用环境和维护量。冷却管排列过密(可以对 照照片)每根冷却管上的冷却片几乎相靠、缝隙很小， 散热片上下之间有 3 mm~4 mm的缝隙。不但昆虫、 蜻蜓、树叶、蛾子等无法通过，杨树开花时的棉絮都 很难穿过冷却器，常此以往冷却器很快便被堵死，不 能起到应有的散热功能，尤其是变压器满负荷运行。 每年开春、五一前后，温度才回升到19 度左右时， 主变运行温度就会达到上限。所以说设计的不足和环 境污秽程度严重，是直接导致冷却器维护工作量加大 的两个对立问题，解决其一就可以大大降低维护强 度。 2.3. 下面以强迫油循环风冷式变压器 SFPSZ8-120000/220 为例说明 变压器总油量重 42 吨。有 4只YF1-200 冷却器： 标称冷却器容量 200 KW、充油量95 kg、进口油温 60 度、进口风温 20 度、额定油流量 80 立方米每小时、 额定风流量 29,100 立方米每小时、冷却器使用条件， 其中 1只为备用，高压与中压运行时用 3只，高压或 中压与低压运行时用 3只，高压与低压联合运行时用 3只，当风扇与油泵全部停止运行时，在额定负荷下 Copyright © 2012 Hanspub 58  变压器冷却器带电水冲洗与空气冲洗性能对比分析 允许运行 20 分钟[3]。 冷却器选用的潜油泵为 900 转低速油泵、3 KW、 流量 135 立米每小时、扬程 4.6 m H2O、此处计算变 压器油几小时循环一遍、27 根一排、共有 5排，正视 图散热面积为 2.5 米 × 1.2米、配有 2台KW 风扇电 机，变压器冷却器冷却管摆列图，如图 2所示。 就强迫油循环风冷式变压器SFPSZ8-120000/220 设计而言，我们认为冷却管排列过密(可以对照照片) 每根冷却管上的冷却片几乎相靠、缝隙很小，散热片 上下之间有 3 mm~4 mm的缝隙。我们东北的温度属 于高寒地区、一般只有 7月至 9月温度才能达到 30 摄氏度以上，如果同等条件的变压器运行在南方，基 本一年要进行 2~3次水冲洗。冷却器安装说明书当中 规定，每年检查一次尘埃及污物堵塞冷却器的情况， 根据温升的变化和污垢程度，每2~3 年进行一次高压 水柱清洗冷却器，这个规定在我们北方不可能达到， 每年至少要进行一次、严重时进行两次带电水冲洗[4]。 这个工作量的增加就是我前面提出的由于冷却器设 计的不足和环境污秽程度严重所造成的。如果想达到 2~3 年进行一次水冲洗，只能改变其一。相对于环境、 我们无法选择、更改设计比较容易些。建议：厂家在 设计冷却器时是否可以增大冷却管之间的间隙(可增 大到 5 mm~8 mm)、调整冷却片之间的缝隙达到(5 mm ~6 mm)。这样，无论是昆虫、蜻蜓、树叶、蛾子等、 还是杨树的棉絮都会很容易穿过冷却器，提高了冷却 器的通透能力、也就提高了冷却器的散热能力，就大 大的提高设备的健康水平，而减少了维护工作量。 当然对于现已投运的变压器及冷却器很难有现 实的改变，无法再让厂家在设计冷却器时是否增大冷 却管之间的间隙(可增大到 5 mm~8 mm)、调整冷却片 之间的缝隙达到(5 mm~6 mm)。留给我们的思考是检 修人员在工作中，是选用带电水冲洗还是用空气清 洗，以此来减 少我们的工作量、提高工作效率和质量[5]。 3. 带电水冲洗与空气冲洗优缺性比较分析 以往我们在进行变压器、冷却器清理的方法上， 选择的都是带电水冲洗，这也是我们这个行业墨守成 规的一种方法，多年来一直沿用。那我们就以实际的 人员、工作环境、使用工器具、时间等等、来对比说 明。 带电水冲洗与空气冲洗优缺性从以下三点进行 Figure 2. Transformer cooler planform 图2. 变压器冷却器俯视图 比较： 1) 考虑工作量及强度(包括工作人员情况、所用 工器具、所用时间)； 2) 考虑工作的安全环境； 3) 考虑所用工器具； 4) 比较冷却器冲洗质量。 3.1. 比较方法之一：带电水冲洗方法 1) 考虑工作量及工作人员情况：我们要进行冷却 器、带电水冲洗一般是 6个人，其中含有两名司机， (都得参与相应的工作、负责用车运水)，一个工作负 责人负责现场安全(监护人)，一个人负责冲洗机的看 管(转动设备必须有专人看管)，两人负责冲洗(相互替 换)。 2) 清洗工器具：360 kg油桶3个(1 个清洗机用、 2个来回运水)一台清洗机(重达公斤现场无法卸下，只 能占用一辆车)，两辆 5人座货车(一台来回运水用)， 其它工器具雨衣两套、靴子两双、3米单人梯子 1个。 3) 所用时间：一般清洗一组 YF1-200 冷却器需 要1小时10分钟左右，每组我们都要清洗两遍，就 是这样个别的地方也还留有冲不净的地方，难点在冷 却管 3~4 排之间。 由于冷却管制造过于紧密缝隙太小。一些昆虫、 灰尘、污垢、积累在一起便牢牢固定在冷却管的缝隙 之间，在没有得到充分的阴湿前，高压水柱打上去， 是很难一次性穿透，所以必须是第一遍阴湿、软化， 第二遍才能起到冲洗的效果。 一二层的污物随着水柱冲至三四层之间，增加了 水柱通透的阻力，使得三四层很难冲透，尤其是一些 昆虫、棉絮。所以每组用的时间是平均时间，有个别 的需要时间还要长。总体时间以 4组YF1-200 冷却器 计算，加上包括办理开工手续、做准备工作，大约在 7~8 小时。 4) 安全方面：由于是带电进行水冲洗，安全方面 Copyright © 2012 Hanspub 59  变压器冷却器带电水冲洗与空气冲洗性能对比分析 必须格外注意，变压器 SFPSZ8-120000/220 是三卷线 圈即、高压、中压、低压。a) 高压侧距离相对较远， 但低压侧的支持、固定绝缘子就安装在冷却器上，以 往我们在带电水冲洗时，均不对此冷却器上部进行清 洗；b) 清洗时打开风扇，吹出的泥水很不好控制，溅 到设备上、容易造成设备污闪、放电；c) 使用水枪冲 洗时，枪的后坐力很大，工作人员必须花费很多力气 才能控制好水枪，这也就给工作人员在登高清洗、冷 却器上部时带来一定的安全隐患[6]。 5) 工作质量：昆虫、蜻蜓、树叶、娥子等、以及 杨树开花时的棉絮很难被水冲洗掉，在水作用下反而 沾到冷却器阀片上。常此以往冷却器很快便被堵死， 不能起到应有的散热功能，更不用说变压器满负荷运 行。经过水冲洗后的变压器冷却器冷却管摆列俯视图 上的杂质对比依然清晰可见，清洗不彻底，如图 3所 示。 3.2. 方法比较之二：空气冲洗方法 相对于水冲洗方法，空气冲洗方法要简便得多。 既能够节省人力、物力，并且可达到理想效果。 1) 考虑工作量及人员情况：工作人员 4人(其中 包括司机、负责看管空气压缩机)一个工作负责人，两 名清洗人员。 2) 所用工器具：用490 Kp相对于水 a(约5 kg/cm 2) 压缩空气进行清扫。一辆货车。一台往复活塞式空气 压缩机。一根足够长的风带管。一根 3米长的木棍。 3) 所用时间：7~8 小时能完成两台 SFPSZ8- 120000/220 变压器，即八组 YF1-200 冷却器的清洗工 作，而且还很轻松。我们近几年已经不采取水冲洗的 方法了，而完全采用空气冲洗的方法。 4) 安全方面：a) 工作中用木棍绑住风带管， 靠 近冷却管挨排冲洗一遍就可以，而且不用登高，从而 避免了人员等高所带来的不安全因素；b) 工作中只要 保证，所用的木棍与带电部位保持足够的安全距离， 污闪、放电现象你几乎不用考虑。 5) 工作质量：不会留有死角。昆虫、蜻蜓、树叶、 娥子等、以及杨树开花时的棉絮均可清洗干净，物残 留。 6) 通透性非常好。 经过空气冲洗后的变压器冷却器冷却管摆列俯 视图上的杂质对比图 3清晰干净，清洗彻底，如图 4 Figure 3. Water cooler for transformer is arranged face graph 图3. 水冲洗变压器冷却器冷却管排列正视图 Figure 4. Air cleaning arrangement plan of transformer cooler 图4. 空气清洗变压器冷却器冷却管排列俯视图 所示。 4. 结论 综上所述，变压器厂家在冷却器的冷却管清洗， 变压器厂家一般建议进行冷却器水冲洗，但结合现场 实际工作经验，这里认为空气冲洗比水冲洗既能够节 省人力、物力，操作工器具使用方便，并且可达到理 想效果。建议今后现场变压器冷却器清扫工作中可以 尝试使用空气清洗方法。 参考文献 (References) [1] 张海霞. 变压器冷却器智能型水冷控制系统[J]. 电气制造, 2010, 12: 38-39. [2] 张世荣. 高性能变压器冷却器系统设计[J]. 变压器, 2008, 11: 54-57. Copyright © 2012 Hanspub 60  变压器冷却器带电水冲洗与空气冲洗性能对比分析 Copyright © 2012 Hanspub 61 [3] 杨理, 李林川, 李俊元等. 强油循环风冷变压器冷却系统自 控装置的研[J]. 电力系统及其自动化学报, 2004, 16(5): 52- 55. [4] 职迎安, 马瑜. 变压器冷却器新型智能控制柜的研制[J]. 变 压器, 2007, 44(9): 33-34. [5] 李晓慧, 郑先锋. 可编程控制器及变频技术在大型变压器风 冷却器系统中的应用[J]. 变压器, 2007, 44(9): 62-64. [6] J. A. Palmer, J. K. Elson. Intelligent control of large power transformer cooling pumps. IEEE Proceedings of Generation, Transmission & Distribution, 1996, 143(5): 474-478. |