（1保定天威集团特变电气有限公司 河北保定 017056；2保定天威集团特变电气有限公司 河北保定 017056；3保定天威集团特变电气有限公司 河北保定 017056；4保定天威电气设备结构有限公司 河北保定 071056）
某供电公司大型电力变压器SFPZ9-180000/220出厂时间2005年，原冷却方式为强油循环风冷型式，该冷却系统设备种类繁多，结构复杂，运行损耗大，噪音高，容易出现渗漏点，特别是经过了十多年的运行后，这种变压器的强油循环风冷结构故障率会逐步升高；尤其是当潜油泵出现故障时，7057磨损的金属粉末等杂质将随着油流被直接送到变压器线圈内部，给电网安全运行带来重大隐患。
经过变压器状态检测数据分析，发现该变压器绕组存在较大变形，需要返厂处理。利用这次产品返厂大修的机会，对变压器的冷却系统进行彻底改造，将ODAF冷却方式改为ONAF方式，可以达到降低冷却系统的运行损耗，降低冷却系统的噪音，减少渗漏点，提高产品运行可靠性的效果。
具体措施如下：
1、器身绕组冷却油路改造
利用更换变压器全部绕组的机会对原变压器器身的冷却油路进行更换。原ODAF冷却结构油是通过油箱内导油槽，将冷却器内的变压器油打到器身内，在器身封闭的循环空间内流动。利用本次更换绕组的机会，将冷却油路进行彻底改变，重点改变器身端部绝缘的结构，有利于冷油从下部进入，热油从上部流出，促进油流循环，适合ONAF冷却方式需要，变压器发热中心与散热中心高度比值应取较小的数值，变压器油有足够的循环动力，并在绕组内部设置导向油道，使油流按照冷却需要在线圈内部循环流动，消除死油区，达到充分冷却器身绕组的目的。
2、变压器冷却装置改造
2.1 冷却装置主要工作部分改为28组PC2600-26/520片式散热器及14组CFZ-8Q8冷却风扇。
2.2 增加片式散热器需要的集流管4件及相关管接头和支撑；
2.3取消原冷却器集流管及油箱盖上的管接头；在油箱盖上重新开孔并设置管接头；
2.4取消油箱内导向油槽。
2.5油箱内部磁屏蔽相应更改；
2.6在低压侧集流管上设置低压侧母排支撑支架及绝缘子；
2.7变压器带电部位对地距离保证1500米海拔高度要求。
3、变压器温升计算如下
变压器空载损耗理论数值：111.6kW
变压器最大负载损耗理论数值（变压器最小分接时）：598.5kW
变压器最大总损耗理论数值：710.1kW
变压器总散热面积为1260 m²（其中油箱表面约76m²，散热器约1184m²）
q=710100/1260=563.6
油平均温升=0.16×563.6^0.8=25.4 K（0.16为风冷经验系数）
油面温升=1.2×25.4+7=37.5 K
绕组铜油温差：HV：0.159×1070^0.7+0.00185×1070-8=15K
LV：0.159×1151^0.7-6=16.1K；P：0.159×907^0.7-6=12.7K
绕组温升：HV：15+25.4=40.4K；LV：16.1+25.4=41.5 K；P：12.7+25.4=38.1 K
热点温升：HV：40.4+13=53.4K；LV：41.5+13=54.5 K；
P：38.1+13=51.1 K
变压器改造后总重量增加20吨约10%，地基压力增加不超过5KN/m2，增加很小，地基承载力和基础尺寸完全满足要求。
在该项目主变高低压侧各打4个0.6米x0.6米的方墩。作为变压器主集流管的支撑地基。地基为现浇筑混凝土基础，地基称重10吨。
低压侧母排支柱与低压侧散热片位置重叠，现场拆除旧支柱及绝缘子支撑，调整低压母排尺寸，并设置新的母排支撑及绝缘子。
通过变压器冷却系统改造布置图知，改造以后的变压器外限尺寸不超过事故油池内沿，高压侧冷却系统片散外限距油池内沿323mm，低压侧冷却系统片散外限距油池内壁743mm。《GB50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范》6.6.7：“变压器油坑应大于变压器外廓每边各1m”，规范用了“应”，属于推荐的规定，非强制性条文。
5、消防喷淋系统改造
通过变压器冷却系统改造布置图知，高压侧片散最外边距油池内壁323mm，低压侧片散外沿距油池内壁743mm，长轴两侧距油池内沿分别是1490mm和2010mm。现场测绘高压侧消防喷淋系统喷头深入油池内壁350mm，低压侧消防喷淋系统喷头深入油池内壁500mm，另外两侧消防喷淋系统喷头分别深入油池内壁250mm和300mm。经核算，变压器冷改后高低压侧均不能满足变压器的外廓与喷淋系统喷头1000mm以上的距离要求，因此，变压器高、低压侧各4个消防水喷淋系统喷头需要向油池外部移动改造，才能满足消防喷淋效果要求。
6、改造效果
6.1冷却效果
根据第3条中的温升设计数据，变压器冷却系统改造后，在同样的环境温度和接近满负荷情况下，变压器正常运行的顶层油面温度比改造前下降将近7℃，而油平均温度则比改造前下降超过6℃。显然，变压器经冷却系统改造后，冷却效果明显增强。在变压器运行负荷低于80%情况下，可以不使用冷却器自冷运行。
6.2冷却系统运行损耗
变压器冷却系统改造后，减少了潜油泵和使用了低损耗的冷却风扇，而且重新设计了风扇控制回路，使得变压器在80%的容量以下保持自冷方式运作，大大减少了风扇日常运行时间。每年可省下大量的运行损耗电费8万余元。
6.3运行噪音
变压器冷却系统改造后，减少了潜油泵，并且更换了低噪音的冷却风扇，改造后变压器的噪音比改造前的变压器的噪音可以明显下降10dB以上，更加环保。
6.4冷却系统的运行维护
变压器冷却系统改造后，更换了散热器、风扇和冷却系统控制回路，变压器更为智能化。新的冷却系统取消了潜油泵、油流继电器，减少了冷却系统的密封面，从而减少了渗漏的机会，使得冷却系统出现问题的可能性也会减少到最低，而且取消了冷却器全停跳闸控制回路设计，减少变压器误跳闸的风险，降低了变压器运行监控工作量。
6.5变压器的过负荷能力和运行寿命分析
变压器绕组热点温度只要比额定值低6℃，其额定寿命损失就会减半，变压器绝缘的寿命时间就会成倍增加。对比改造前、后最热点温升计算结果表明，变压器经冷却系统改造后，热点温升降低了8K以上，变压器寿命延长了1倍以上，有利于变压器绝缘的热寿命与过负荷能力的提高。
论文作者:龚永纲1,赵清抗2,张韶承3,于丽萍4
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
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