胡金勇 黎 红

（湛江电力有限公司，广东 湛江524043）

0 引言

某电厂原为300 MW燃煤发电机组，为降低能耗，进行了汽轮机通流和发电机增容改造，相应的升压变压器也应进行配套增容。原来配置的升压变压器为SFP9－360000／220 T H，三相强迫油循环风冷，2000年建成投产，现在主变容量需要由360 MVA增容为396 MVA，通过计算和论证，该主变的容量足够，可以不进行主变本体更换或绕组更换就达到增容的目的，但是主变容量增加后温度将随之升高，从而引出如何降温和进行运行中的温度监控等问题。本文从增容改造方法、变压器发热原理、温升控制、温度监控等方面进行了详细的阐述，提出了温升控制和温度监测的对策。

1 增容改造后的温升控制与温度监测分析

1.1 主变增容改造的概念、方法

增容与扩容有一定的区别，扩容是要更换容量更大的设备，经济性不好；而增容是设备主体不变，通过辅助手段，使设备的实际容量比原先增大。实现增容可采取的方法有2种，即更换绕组（甚至铁芯）或增强冷却能力。

1.2 变压器发热的主要部位、影响因素及散热途径

变压器发热的主要部位、影响因素及散热途径如表1所示。

表1 变压器发热的部位、影响因素、散热途径

1.3 变压器容量与温度变化的关联性

1.3.1 变压器额定容量的确定条件

根据国标GB1094.1—1996规定，变压器的额定容量应该在下列条件下选定：海拔不超过100 m；最高气温＋40℃；最热月平均温度＋30℃；最高年平均温度＋20℃；最低气温－25℃（适用于户外式）或－5℃（适用于户内式）。

1.3.2 变压器温升与温度的规定

对于大型变压器，其温升与温度有严格的规定，例如：线圈温升，65℃（该厂规程40℃）；线圈温度，95℃报警，108℃跳闸（该厂规程1 05℃）；顶层油温升，60℃（与大气不直接接触）及55℃（与大气直接接触）；当本体内的油不与大气直接接触时油正常运行最高温度为100℃，油与大气接触则为95℃；运行中控制顶层油温度不大于85℃（该厂规程为75℃报警）。

1.3.3 温升与温度指标确定原则

由绕组最热点温度、绕组平均温度、绕组温升来相应地确定油的温度和温升。

1.3.4 绕组与油之间的温度差

温度差存在的原因在于热传播方向有温度梯度，绕组和油的热时间常数不同。绕组与油之间的温度差由温升试验结果确定，与负荷正相关，与冷却器投入数相关。增容前主变绕组与油温度差（即铜油温差）为28.1℃左右，增容后工作电流高于原额定电流时温度计显示的温度高于绕组热点温度，铜油温差比实际大。

1.3.5 变压器的安全性与寿命问题

变压器的寿命取决于各个使用限值，但使用限值并非不能逾越，限值与变压器负荷的性质相关，超过一定限值所影响的是寿命。而变压器的安全性对应的是能否安全使用的问题，涉及的参数有绝缘强度、抗短路能力、油的闪点等。对于安全运行而言，油浸式变压器A级绝缘的最热点温度不能超过140℃。

2 主变增容改造要解决的关键问题和对策

2.1 关键问题

主变增容后，相对于原来的容量来说，实际处于过负荷运行状态。变压器的寿命与负荷性质紧密相关，根据IEC354—1991《油浸式电力变压器负载导则》规定，在正常周期性负载下，允许大型变压器绕组热点温度限值为120℃，中小型允许140℃；在长期急救周期性负载下，允许大型变压器绕组热点温度限值为130℃，中型允许140℃，小型允许150℃；在短期急救周期性负载（比如事故过负荷）下，允许大中型变压器绕组热点温度限值为160℃，只允许持续0.5 h。则增容改造后，需要解决的关键问题是发热与散热的平衡及其控制，亦即温升与温度的控制。

2.2 对策

通过增加变压器的冷却通风可以解决容量增加所带来的温升，通过优化强油风冷控制方式可以根据温度和负荷的变化来进行冷却器的启动，强化对于温度的控制。

针对分析出的问题，采取了如下措施：增容改造前有5组冷却器，增容改造后新增加1组冷却器，冷却油管接入原来的系统；安装新的冷却器通风控制装置（JY－BQFK－Ⅱ），采用PLC控制，定期对冷却器组和电源进行切换，设定按顶层油温、绕组温度、负荷电流启动等方式实行冷却器的启停和备用综合控制；对绕组温度计（MANUAL－TD34）按照增容后的容量进行重新校核与整定（主要是改变温度计的电流匹配器，输入3次电流使之符合变压器的温升（T）／时间（t）关系曲线）。

2.3 采取措施前后对比

变压器绕组的最热点位置通常位于高或低压B相绕组3／4高、向外1／3宽的位置，实测最热点温度与平均值的差异为10～15℃，国标取13℃。采取新的措施后，主变增容后的温升变化如表2所示。实际运行中监测变压器的各种运行状况均良好。

表2 主变增容前后变压器绕组的最热点温升变化

3 运行及维护中应注意的事项

变压器增容改造是一项新的技术，在运行中要加强监测和维护，注意负荷增长速率的控制，避免因散热的滞后而使绕组最热点温度过高；要注意温度、温差、负荷、冷却器投入组数的全面记录；加强电气检测及油的化学分析；要定期校正绕组温度计和其他温度计，定期试验冷却器的切换是否正常。只有全面综合分析和定期试验，才能准确判断设备运行是否正常，最终确保设备长周期安全稳定运行。

［1］王越明，王朋，杨莹.变压器故障诊断与维修［M］.北京：化学工业出版社，2008

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［3］陈化钢，张开贤，程玉兰.电力设备异常运行及事故处理［M］.北京：中国水利水电出版社，1999

［4］IEC60076—2000 电力变压器［S］