750kV主变压器风冷系统运行试验与数据分析

750kV主变压器风冷系统运行试验与数据分析

俞璐 1 ，楚修楠 2

1. 国网新疆电力公司检修公司，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐市， 830002；

摘要：潜油泵是大型变压器冷却系统中的一个重要组件。潜油泵在运行中，其电机定子、转子和轴承全部浸泡在变压器的热油中，变压器内部或潜油泵一旦发生故障，应尽快切除潜油泵，避免故障中产生的游离炭、金属微粒等杂物进入变压器内部，对变压器安全造成重大隐患。故对潜油泵的运行应加强监视，将故障消灭在萌芽之中。本文试验与数据分析对潜油泵在750千伏主变压器安全运行具有重要意义。

关键词：风冷；潜油泵；三相电流；数据分析

1 引言

当前，对潜油泵的检测和控制完全依赖冷却控制系统来实现，冷却控制系统的可靠性和智能化水平对潜油泵及变压器的安全稳定运行显得尤为重要。然而目前国内大型变压器冷却控制系统机械触点多、自动化程度低、电路结构复杂，模块集成度低，模拟量采集环节多、数量有限，无法对冷却系统各设备运行工况进行全面监视和可靠保护，故障时无法快速有效的隔离和排除故障；故障诊断技术还非常原始，油泵故障的实时监控技术还是空白。油泵运行状态与故障隐患不可预知。一旦发现油泵故障时，油泵已经到了不得不退出运行的状态，这时往往由于电气故障和机械故障磨损下来的大量金属颗粒、碳化物、乙炔等已经进入变压器内部。同时对冷却系统故障时无法快速远程恢复等问题缺乏有效的解决手段。随着无人值守和智能化变电站的推进实施，运维人员远离变电站，但冷却系统缺乏实时监控、故障预测、远方控制等功能，由冷却系统故障引起的变压器非停次数进一步增加，直接威胁电网安全。

能实现风冷及潜油泵的线监测将是一个很好的研究方向。

2 风冷控制系统的改造

2.1 改造方式

对750kV变电站1号主变风冷系统进行改造，对5号6号冷却器加装了在线监测装置，将风冷控制系统三相电压、风冷控制系统三相电流、冷却器三相电流、潜油泵三相电流分别外接取入在线监测装置中。可以实现风冷系统电压信号、电流信号、油温信号等采集监测。

图1 在线监测显示控制界面

2.2 试验数据的积累

自2018年12月21日至今，5号冷却器为运行状态，6号冷却器为停运状态。收集现场数据239组（平均每天两组），其中数据有效信息包括风冷控制系统三相电压、风冷控制系统三相电流、冷却器三相电流、潜油泵三相电流。

3 试验数据结果及分析

3.1 数据作图分析

图2 数据分析图

潜油泵的故障原因有以下：

1、堵转具体特征：正常情况下潜油泵运转无堵转现象，当潜油泵不转时（即叶轮卡死），堵转电流要比额定电流大3-5倍。

2、扫膛具体特征：由于变压器内部不清洁造成潜油泵内部进异物，使电机定子与转子表面摩擦。潜油泵产生异响，噪声值≥62dB(A)，电流比额定电流偏大，l1>9A。

3、缺相运行具体特征：电流值比额定电流值偏大，l1>9A，油泵声音不正常，超过额定噪声值，噪声值≥62dB(A)。

4、匝间短路具体特征：在运转过程之中，输入功率比正常值明显增大。P1>3.8kW，匝间波形图像不正常。

根据239组数据分析,风冷控制系统三相电压趋于平衡，电压的有效区间为220.12V至232.73V,风冷控制系统三相电流与电流从附表中可以看出基本成正相关。

冷却器三相电流、潜油泵三相电流也基本趋于平衡，有偶尔的电流偏低的情况，可能由于装置监测问题，监测数据很快恢复正常基本排除设备本体问题。

现有数据量不是很大，但是足以说明问题，能为报警阈值提供初步报警阈值依据。可收集后期数据继续为报警数据提供依据。

4 结论

根据改造后的在线监测系统能够有效监测风冷及潜油泵的电压电流，电压电流在一个很小的区间内波动，在出现异常时，会出现相电电流异常增大或异常减小。从而提前发现异常，可以做到提前切换风冷控制系统。