摘要：强迫油循环风冷（ODAF）曾作为一种重要的风冷系统被普遍应用在120MVA及以上的主变压器上，随着运行年限的增加，其问题也逐渐暴露，给变压器安全运行带来较大的潜在隐患，本文通过对强迫油循环风冷（ODAF）系统存在的缺陷进行分析，并针对性的提出一种安全、可靠，且方便维护的改造方案。
关键词： 主变压器 风冷系统 ODAF 风冷改造
0.强迫油循环风冷（ODAF）系统问题分析
强迫油循环风冷系统（ODAF）是一种以潜油泵强迫循环，以风扇强迫定向吹风，使油与冷却介质空气进行热交换的冷却系统，以公司某220kV变电站#1主变冷却系统为例，对其在运行中存在的主要问题分析如下：
1．#1主变1999年投运，运行将近20年，散热翅片镀锌层氧化和表面污染严重，导致整体冷却器的散热能力衰减，运维人员用手触摸散热翅片时有热感。
2．变压器无自冷容量，一旦油泵或风扇马达出现故障，或变电站站用电系统出现故障停电，主变非电量保护需动作跳闸，主变甚至不允许工作在空载状态。
3．冷却系统在运行过程中维护工作量较大，维护成本较高。尤其在运行环境恶劣地区，需要经常对强油风冷冷却器进行冲洗。
4．冷却系统受当时设计、制造能力的限制，密封面多，渗漏点多。有的渗漏点处于高速油流区（负压区），积易吸入大气中的水分和空气，从而引起气体继电器报警或变压器油绝缘受潮，对变压器安全运行带来潜在隐患。
5．早期的部分冷却系统附件，如油泵、风扇马达，目前市场上无原型产品或可替代品，给变压器维修保养带来不便。
1.冷却系统改造方案
1．冷却系统改造原则
冷却改造时保持改造后的油顶层温升，绕组平均温升，绕组热点温升与改造前相比基本相当或低于改造前的变压器冷却条件，保证变压器出厂时的额定运行工况。
2．冷却系统改造总的方案
将原冷却系统中的强迫油循环风冷却器改造为新型片式散热器，增加与之配套的吹风装置，及高性能进口油泵，新增汇流管，支架，改造冷却系统控制箱，变压器冷却方式由单一的使用强迫油循环风冷（ODAF）冷却方式改为增加了使用片散+风机+油泵的自然油循环自冷（ONAN）及强迫油循环风冷（ODAF）相结合的冷却方式。
3．冷却系统改造具体项目
a.主变现场采用12组片散、6只风机（DBF2）、2只油泵。
b.拆除原冷却器控制箱，在其基础上安装一只新控制箱，重新埋管铺设控制箱所需二次电缆，重新布置风机二次线
c.新冷却系统的管路配置、焊接
d.补充添加油约4.5吨
2.冷却系统改造安全性分析
基于ABB变压器TRANFORSTAR设计平台，依据原变压器出厂时的试验数据进行模拟，并对改造后的冷却回路重新优化设计计算。
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主变压器容量（MVA）：120/120/60
额定电压（kV）：220±8×1.25%/121/38.5
额定分接下负载损耗（kW）：272.3（实测值）
空载损耗（kW）：46.4（实测值）
依据ABB设计经验及变压器出厂试验数据评估，温升计算结果如下：
自冷容量百分数：50%
油顶层温升（K）：30.1（计算值，低于行业标准值40K）
绕组平均温升（K）：50.9（计算值，低于行业标准值65K）
绕组热点温升（K）：58.6（计算值，低于行业标准值78K）
可见，冷却改造后变压器油顶层温升，绕组平均温升，绕组热点温升均低于国家或行业标准限值，改造完全有利于主变的安全运行。
3.冷却系统改造现场核定
1．片散的邮道完好，无碰瘪、损坏，无渗油，该产品密封强度可靠、散热效果好、外形美观、便于安装。
2．所有风扇均考虑了平衡和旋转方向，该产品风量大、风压高、噪音低、耗电少，且重量轻、强度高、耐腐蚀、寿命长。
3．油泵的油流方向正确，气体继电器新能正常。
4．变压器本体、开关及其他附件所有报警信号、跳闸动作均正常，检查验收接点包括：
a.气体继电器的报警和跳闸接点
b.有载分接开关压力继电器的报警和跳闸接点
c.有载分接开关油流继电器的报警和跳闸接点
d.油温度计的报警和跳闸接点
e.绕组温度计的报警和跳闸接点
f.油流继电器的报警接点
g.有载分接开关电动机构、风扇马达和油泵电机故障报警接点
h.冷却器电源异常报警接点
5．变压器注油完成后，将#1主变压器静置48小时，然后分别从主油箱底部、有载分接开关油箱的放油阀、储油柜主题放油阀、冷却器取油样，化验结果如下：
a.电气强度（kV）：67（化验值，高于行业标准值45kV）
b.含水量（ppM）：7（化验值，低于行业标准值25ppM）
c.介质损耗（ ）：1.0%（化验值，低于行业标准值4.0%）
可见，油样化验结果中电气强度、含水量和介损正切均符合国家标准。
4.结语
通过改造，可以从根本上避免了冷却容量下降的问题，且更安全、可靠，且方便维护。为变压器的满负荷或超负荷运行提供保障，且变压器的运行噪音得到了很好的下降。
参考文献：
[1]国网安庆供电公司.《桐城变#1主变现场冷却系统改造说明书》[R].2016
[2]孙方汉《变电站运行操作与标准规范应用手册》中国电力出版社[M].2014
论文作者:杨松
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
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