关于35kV变电站变压器室通风及通风设备的讨论

第一篇：关于35kV变电站变压器室通风及通风设备的讨论

关于35kV变电站变压器室通风及通风设备的讨论

摘要：天津电力公司城南供电分公司管辖和平区、河西区的供用电，因变电站建设受市区规划限制较大，造成变压器室通风效果不佳、室内温度高的现象, 对主变运行十分不利。通过对影响主变压器室温度的各项因素的分析，结合35kV黄所变电站的通风设计，给出变压器室通风面积、通风量的计算方法及各参数的选择，采取增加温控系统和机械通风设备等方法，使变压器室的温度达到了规程要求，对延长变压器的使用寿命，提高供电可靠性起到了积极作用。

关键词：主变压器室；通风；通风设备；设计选型；温度

0 引言

随着社会的进步，各行各业的电气化程度不断提高，用户容量不断增加，变压器在高温高负荷和冬季均显现出负荷增大的问题，并且夏季变压器过负荷台数也不断增多。如何加强变压器间的运行环境，发挥现有变压器的最大效率，降低设备故障率，高质、稳定、连续、可靠地供电，是从事电力系统工作的人员应该长期深入探讨的课题。据对某区变电站变压器故障调查统计；变压器故障79次，由于变压器间温度过高造成的故障53次，占总故障的67.09%。所以，如何在保证变压器室的环境运行温度、采用何种通风方式、以及通风量的合理选择，正确设计出变压器室的通风系统，对降低变压器的故障率，延长变压器的使用寿命具有非常重要的意义。影响变压器室温度的因素

国家标准图88D264（下称国家标准图）中的变压器室通风窗的面积，是按变压器室夏季通风计算温度不超过+35℃（进风计算温度）、出风温度+45℃、进出风温差不超过15℃的条件要求，设计出变压器室通风窗的面积。而变压器制造厂规定，变压器正常使用周围空气温度不超过+40℃。国家标准图通风条件比制造厂规定的正常使用环境温度高了5℃，按国家标准图中变压器室的尺寸设计的变压器室，已不符合变压器对周围空气温度的要求。夏季气温最高时也是电气负荷最大的时候，变压器周围空气温度高、负荷大，变压器自身温升过高，变压器发生故障就难以避免。

国家标准图88D264中，给定的变压器室通风的面积应为有效面积，通风的有效面积系数小于1，部分设计没有注意到面积与有效面积之间的差异，设计时未按照标准图中要求的有效面积向土建提出条件，使实际变压器室的通风面积又一次被打了折扣,通风的面积不满足变压器运行的要求。

此外根据GB 50060-92第6.0.1条第九款规定《配电装置室内通道应保证畅通无阻,不得设立门槛，并不应有与配电装置无关的管路通过》。但在天津地区为防止鼠类等小动物进入造成变压器短路,在变压器室大门口均设置一道高0.4m-0.5m的防鼠挡板，即门槛。为降低变压器运行噪音对周围环境的影响和防尘需要，在变压器室大门百页上还加装了筛网，变压器室大门下部的进风百叶窗面积恰好被遮挡，使变压器室的进风有效面积变小, 通风效果降低。对于贴建变电站中的变压器室尺寸，受整栋建筑物柱距的限制，有些变压器室的进深过深，变压器距离进出风百叶窗位置较远；按照国网公司典型站设计，考虑到环评需要，主变压器室往往都采用全封闭设计，也使变压器的通风散热受到影响。设在远离变电所墙上的进出风百页窗的位置，使变压器周围的通风效果又被打了折扣。

有些变电站的变压器室受到贴建的影响，设计高度受到限制，为了提高变压器进出端子的对地距离，主变压器采取台式布置，变压器被安装在钢制台架上。由于变压器室的温度随正距离地面的高度升高而升高，也是造成变压器处于不利位置的影响因素。

有些变压器室在边墙加装轴流风机进行事故排风。某些设计人员误将该风机作为正常通风风机，这种设计方式实际上是一种设计误区。边墙风机与进风通道距离较近，气流在风机与进风通道之间形成短路流通，达不到散热效果。变压器运行损耗使主变室温度上升，进出风通道高度差越大，空气流动速度越快，通风效果就越好，因此进出风通道的最佳设计就是采用下部进风，顶部通风的方案。在有条件的情况下，在变压器室大门下部区域或下部边墙开设进风通道，顶部设计为出风通道，形成自然通风达到散热目的为最好。另外在采取该设计时要注意在进出风通道中部要形成有效封闭。某些设计方案在变压器室大门中上部位置也开设百页窗，看起来通风面积增大，实际上在进出风口间没有形成自然通道，通风效果降低。

随着科学技术的进步，变压器的设计、制造工艺日趋先进，主变损耗成降低趋势，过载能给不断增强，对运行温度的要求也相对有所缓解。但是变压器的运行温度问题在设计中仍然不可忽视。变压器温升和通风散热的应对方法

针对影响变压器室温升和通风的因素，可以采用以下措施达到增强变压器通风散热的目的。

2.1 注意变压器室设计时有效通风面积核算，设计时候的通风面积是指通风有效面积，在变压器房土建设计的时候要进行窗体面积与有效通风面积的系数折算。(栅格或金属网罩盖:增量约15%；用栅格加百页窗罩盖增量约50～70%)。

2.2 增大变压器室防火门与防鼠档板距离，保证间距大于0.2㎝，以增加变压器室进风面积。考虑在变压器室下部，靠近地面约40cm的墙体多开几个进气窗口，增加进风口的面积。2.3 进风设计与通风设计尽量形成有效对流，增强通风效果。

2.4 使变压器置于室内较低温度的区域，增加变压器室的通风散热效果。大容量变压器尽量采取落地安装，采用围栏或者遮网进行安全防护，防止触及变压器的带电部位。2.5 故障通风设备的安装位置应与变压器室上方的出风口离开较远的距离，并与进风口之间的空气对流路径有效经过变压器，以增加变压器散热的效果。2.6 将变压器室室门上方的百页取消，增加室内有效的对流。

2.7 选用优质、低损耗的变压器，或采用带宽散热片的散热效果较好的变压器。2.8 尽量采用自然通风，在自然通风无法满足的情况下，选用工艺先进、维护量小、低噪音通风设备进行强制通风。变压器室通风面积和通风量核算 变压器室温度偏高可能是上述多种原因中的一种或多种。但经过分析，我们认为最主要的原因是集中在通风不良这一主要因素上。以下就结合黄所35kV变压器室通风设计中通风面积和通风量的核算对变压器室通风面积和通风量进行计算分析。

3.1 设计原则：按变压器室出风温度为45℃和40℃，采用《建筑电气设备安装调试技术》公式计算变压器室进出风窗的面积，并与国家标准图88D264中的进出风窗面积进行比较，得出结果如下：由于本计算采用了新SZ10系列变压器的参数，其损耗小，当变压器室进出风温差为5℃、10℃、15℃时，本计算所得的进出风窗面积略小于88D264中国家标准的面积，符合正常情况。依照上述理论计算变压器室不同温度差时的通风量的需要。3.1.1 根据《简明通风设计手册》公式(3-1)，G1 = 3600Q/[（tp-tj）Cb]计算出每小时的通风重量。（G1-通风重量 Q-tp-排风温度 tj-进风温度 Cb-空气比热）

将上式计算结果除以空气的密度，将每小时的通风重量化为每小时的通风体积量，即G2 = G1/ρ，查《简明通风设计手册》表1-3，干空气在100kPa压力下密度；干空气温度为35℃时的密度ρ35 = 1.11kg/m；在40℃时的密度ρ40 = 1.092kg/m；50℃时的密度ρ50 = 1.056 kg/m；45℃时的密度可按ρ45=（ρ40 +ρ50）=(1.092 + 1.056)/2 = 1.074 kg/m。代入公式，得到不同容量变压器在不同温度差时的自然通风量的数据。

从计算结果看，变压器室进出风温差为15℃时，1600kVA及以下变压器、进出风温差为10℃时，1000kVA及以下变压器、进出风温差为5℃时，630kVA及以下变压器在变压器室设所需自然进出风窗的面积相对容易满足。而对于目前35kV变电站广泛采用的2000kVA的变压器在自然通风的情况下则很难达到5℃时的进出风温差。需要在主变压器室增加机械排风装置。机械排风量G4 = G2×(1－k)（其中： G4机械排风体积, G2总排风体积，k为变压器室自然进出风窗面积占总面积的比例）。标准图进出风窗面积比最大取1:1.5，增设机械排风仅补偿排风量，进风窗面积未补偿，所以进出风窗面积比可按1:2，即可求出机械排风量。

在满足变压器运行温度的条件下采取自然通风，达到夏季和变压器负荷较满时（一般选择进风温度为35℃及以下或变压器油面温度90℃及以下时，机械排风设备停运，进风温度超过40度启动），机械通风设备需投入运行，自然通风与机械排风配合工作，共同完成变压器室的通风散热任务。

3.1.2 机械通风设备通常根据安装地点可以选择边墙型或屋顶风机，安装在变压器室一面或两面侧墙最高处或屋顶，室外管口与外墙面垂直，室外管口内设不大于10×10mm孔的不锈钢网。

综上所述在变压器室核算出合适的通风量，选择恰当的通风方式是设计的关键。

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33.2 黄所35kV变电站变压器室的通风设计

天津黄所变电站在改造工程中对主变间采用双亥姆赫兹原理进行了降噪处理。变压器噪声降低的同时，对变压器通风散热又很不利。在黄所变电站的设计中文章的设计作者和运行单位的相关负责人员做了如下考虑：

在黄所35kV变电站变压器室降温通风方面，首先考虑的是自然通风。对变电站变压器室现有通风面积进行核算后，得出结论为变压器室出风面积理论计算结果为16.81m,小于变压器室实际出风面积20.17m，但理论进风面积为19.84m,大于变压器室现有实际进风面积

229.03m，不满足变压器安全运行通风要求。经过计算得出，在夏季大负荷期间，并且室外温度高于+30℃时，变压器室温度将高于安全运行要求温度+40℃。由于黄所35kV变电站所处天津“五大道”地区，要满足与周围地区市容环境相协调要求。因此，不能对变电站外观进行更改，因此就不能在现有变压器室外墙上增加进风孔来增大通风面积，只能将原有的卷帘门更换为下部带有百叶进风孔的平开门（详见附图1）来增大进风面积。但增加的进风面积仍然不能满足变压器室自然通风时运行的温度要求，因此就必须考虑增加机械通风方式强制通风，以满足变压器安全运行要求。

由于黄所35kV变电站变压器室现有通风环境为变压器室屋顶正中有一个通风孔直通室外（详见附图2），因此就考虑到利用这个屋顶通风孔来进行机械通风以满足变压器室通风要求（详见附图3）。由于黄所35kV变电站所处“五大道”内，对噪声要求十分严格，因此就必须选用大风量低噪声屋顶风机。屋顶风机有风帽风机和管道风机两种，风帽风机由于安装施工简便，成为常用屋顶风机的首选，但由于变压器室屋顶通风孔在变压器正上方，考虑到防雨及噪声问题，因此本次屋顶风机选用了管道风机。在屋顶风机的选择上选用了“超静音管道风机”（详见附图4），并且在安装工艺上加装了减震垫（详见附图5）及消音外壳（详见附图6），对屋顶风机进行了降噪处理。屋顶风机放置在变电站屋顶靠近中间的位置，这样就使屋顶风机的噪声对场界周围的影响又再一次降低，从而满足了变电站厂区的噪声要求。

黄所35kV变电站为无人值班变电站，因此就要在变压器室内增设一套温控系统，具有自动及手动两种控制方式（详见附图7）。当变压器室温度高于设定温度时，屋顶风机自动启动降温排风，当变压器室温度低于设定温度一定时间后，屋顶风机自动停止，这样就省去了值班运行维护人员的工作量。

图1 变压器室下部带有百叶进风孔的平开门 图2 变压器室通风孔（上部黑色部分）

图3 屋顶通风孔（改造前）图4 屋顶通风孔（改造后）2

图5 管道风机 图6 风机减震垫

图7 消音外壳 图8 变压器室内屋顶风机温控器

图9 黄所35kV变电站通风改造设计模型（其中白色部分为通风百叶）总结 可以看到在黄所35kV变电站变压器室的通风散热设计中，相关设计、建设、运行人员将变压器的运行实际与设计原则充分结合，并且考虑到环保影响对通风设备采取了降噪处理。变压器室通风散热良好，不仅为变压器的运行提供良好的环境，延长变压器的使用寿命，提高供电可靠性，还为供电企业带来极大的经济效益和无法估量的社会效益。由于该项目是改造工程，工程设计受到原土建空间的限制，难免有考虑不周之处，希望借此设计和讨论为“十一五”电网建设项目提供一些参考。

第二篇：220kV变电站变压器的运行原理及维护分析2

2.220 kV变电站变压器的维护工作分析

作为一项具有较强的系统性的工作，220 kV变电站变压器维护工作的主要内容包括确认基本条件、运用新型维护技术、对初始状态进行优化等。下面本文立足于这几个方面分析介绍220 kV变电站变压器维护工作[2]。

2.1将基本条件确认下来

开展220 kV变电站变压器维护工作的基础性工作就是将基本条件确认下来。要想做好220 kV变电站变压器维护工作首先必须要清楚变压器问题类型，也就是说要了解故障和设备的基本情况。电力系统工作人员在这一过程中必须要综合分析变电站的运行数据，然后以分析的结果为基础将科学正确的评价做出来，这样就可以对变压器的整体运行情况具有较为完整的了解。与此同时，电力系统工作人员在确认基本条件的时候还要认识到继电保护装置的重要性，对于继电保护装置而言，除了在选用的时候使其达到最为基本的运行要求之外，同时还要真正的做好日常的检测和维护工作，只有这样才能够有效的提升220 kV变电站变压器维护工作水平。2.2对初始状态进行优化

220 kV变电站变压器维护工作中对初始状态进行优化具有十分重要的作用，电力系统的工作人员在对初始状态进行优化的过程中，首先要对变压器的初始状态具有全面的了解，大量的运行维护实践表明，变压器日后正常的运行和有效性在很大程度上受到了初始状态的影响。与此同时，电力系统工作人员在对初始状态进行优化的时候还需要对相关的检测数据的材料、设备的运行情况、技术材料以及设备图纸等进行搜集和整理，然后以此为根据就能够有效的提升220 kV变电站变压器维护工作的精确性。除此之外，电力系统的工作人员在对初始状态进行优化的时候必须要采用全过程管理的方式对变压器设备的生命周期的环节进行管理[3]。

2.3对新型的维护技术进行积极的应用

220 kV变电站变压器维护工作中对新型维护技术的推广和使用属于一项核心的内容，要想使220 kV变电站变压器维护工作的有效性得以全面提升，就必须要对行之有效以及科学合理的继电保护装置和维护技术进行积极的推广和应用，只有具备先进技术以及先进设备的支持，才能够确保220 kV变电站变压器维护工作水平。与此同时，电力系统的工作人员在对新型维护技术及其应用的过程中必须要准确和及时的判断电力系统的运行状况，积极的参与企业组织的各项技能培训，从而使自身的业务能力和专业知识得以全面提升

3.结语 由于220 kV变电站变压器在电力系统的运行中具有十分重要的作用，所以电力系统的工作人员必须要清楚的了解和掌握220 kV变电站变压器的工作原理，并且以此为基础，在变压器的运行维护工作中充分的应用各种新的技术和新的设备，只有这样才能够有效的保证220 kV变电站变压器的安全正常运行，并且极大的提升我国电力系统的整体运行水平。