电力现货交易市场背景下提升强油循环风冷变压器冷却系统

电力现货交易市场背景下提升强油循环风冷变压器冷却系统

的节能及可靠性方法

喻天鹏

广东大唐国际潮州发电有限责任公司 广东潮州 515723

摘要: 本文对电力现货交易市场背景下提升强油循环风冷变压器冷却系统的节能及可靠性方法进行研究，提出解决方法。

关键词：现货交易  主变 冷却系统  频繁启停 

1、设备情况简介及背景技术

广东大唐国际潮州发电有限责任公司（以下简称“潮州发电公司”）一期装机容量2x600MW，1、2号机均于2006年投产发电，2019年、2021年机组扩容升级改造为630MW。1、2号机主变压器（以下简称“主变”）均为常州东芝变压器公司（以下简称“常州东芝”）2005年5月生产的户外型油浸式三相一体式变压器，主变增容后容量由720MVA增至760MVA，型号为SFP-760000/220，采用6+(1)组AEF-3.8S4-3TN（305kW）油导向强迫风冷却器。

主变冷却器系统为 “五组工作、一组辅助、一组备用”的运行方式，作用是通过散热器形成油循环，使变压器油经散热器冷却后流回油箱，降低变压器油温，保证主变在容量760MVA及现场环境温度下长期安全可靠地运行。主变辅助冷却风扇联启的主要作用是为了提高变压器油的散热面积，避免油温过高带来的系列问题。

当主变绕组温度达到定值或主变高压侧负荷电流达到定值时，满足任一条件即可联启辅助风扇，提高变压器油散热面积，控制回路详见图一，具体条件如下：

（1）主变绕组温度达到75℃时，K3继电器吸合，联启辅助风扇，主变绕组温度降到65℃时，K3继电器断开，联停辅助风扇。

（2）主变高压侧负荷电流达到75%额定电流（1813A*75%=1359.75A）时，K4、K3继电器吸合，联启辅助风扇；主变高压侧负荷电流降到60%额定电流（1813A*60%=1087.8A）时，K4、K3继电器断开，联停辅助风扇。

图一 主变冷却器辅助风扇控制回路（旧）

广东省是电力现货市场改革的先行者，截止2022年11月，广东电力现货市场已连续结算运行一周年。在电力现货市场交易、新能源快速发展背景下，火电机组日内调峰、深度调峰工作常态化。潮州发电公司1、2号机组日内调峰时段较电力现货市场改革之前明显增加，详见图二。

图二2号机组负荷与2号主变高压侧电流、油面及绕组温度趋势

如图二，由于机组调峰时段增加，期间机组输出功率短时大幅调整，主变高压侧负荷电流波动频繁，波动区间在1000-1400A之间，主变绕组温度波动幅度较小，波动区间在52-64℃之间，此时主变高压侧负荷电流已达到联启、联停辅助风扇条件，使辅助风扇频繁启停，而主变绕组温度远未达到联启、联停辅助风扇条件，且顶层油温升、绕组温升远低于要求值。

综上，在电力现货交易市场背景下，机组负荷调峰时段增加使主变冷却器辅助风扇启停次数增加，易造成变压器内部油流速度不稳定，使变压器油与内部绝缘部件摩擦产生静电，油中带电发生变压器绝缘事故，油流速度不稳定还可能触发瓦斯保护动作，使主变误动作跳闸，严重影响机组安全稳定运行，同时辅助风扇频繁启停增大了冷却风扇、潜油泵的机械损耗和电能损耗，降低了冷却器及其控制回路电子元器件的使用寿命。

主变是电厂最重要的电气设备之一，它的可靠性关系到电厂发出的电能能否顺利输送出去，冷却器、潜油泵为主变的核心部件，直接决定变压器运行时的损耗、温升等参数，直接影响变压器寿命。因此电力现货交易市场背景下机组负荷调峰时段增加造成的强油循环风冷变压器辅助风扇频繁启停的问题亟待解决。

2、改进后的技术

目前主变冷却器联启辅助风扇的两个条件只要满足一个即可使（详见图一），即主变绕组温度、主变高压侧负荷电流两个条件的逻辑关系为“或”。将主变冷却器联启辅助风扇的两个条件的逻辑关系改为“与”，控制回路详见图三。

图三主变冷却器辅助风扇控制回路（新）

方案具体如下：

2.1将主变绕组温度（75℃辅助触点）、主变高压侧负荷电流（KC）并联控制；

2.2以上任一条件满足后使K03继电器吸合，待主变绕组温度达到65℃之后（即65℃辅助触点吸合），K3继电器吸合，联启辅助风扇；

2.3当主变绕组温度降到65℃以下之后（即65℃辅助触点断开），K3继电器断开，联停辅助风扇。

3、解决的技术问题

3.1解决主变冷却器辅助风扇因机组负荷调峰时段增加而频繁启停的问题。

3.2解决主变冷却器辅助风扇启停次数增加带来的机械损耗、电能损耗及对冷却器风扇电机、潜油泵的磨损维护成本、冷却器及其控制回路电子元器件的使用寿命问题。

3.3解决主变冷却器辅助风扇启停次数增加造成的油流速度不稳定问题。

4、结论

电力现货交易市场背景下，机组负荷调峰时段增加时主变高压侧负荷电流虽已达到联启、联停辅助风扇条件，此时主变辅助风扇因主变高压侧负荷电流达到定值而频繁启停，但主变绕组温度远未达到联启、联停辅助风扇条件，且顶层油温升、绕组温升远低于要求值。将主变冷却器联启辅助风扇的两个条件的逻辑关系由“或”改为“与”，主变绕组温度达到65℃之后联启辅助风扇，有效解决电力现货交易市场背景下机组负荷调峰时段增加造成的强油循环风冷变压器辅助风扇频繁启停的问题，提升强油循环风冷变压器冷却系统的节能效果，为主变应对电力现货市场交易背景下机组频繁调峰的运行模式提供了更可靠的保障。