紫坪铺水力发电厂主变冷却器技改

紫坪铺水力发电厂主变冷却器技改

桂列鑫 尹冲

四川紫坪铺开发有限责任公司 四川成都 610091

摘要：紫坪铺水力发电厂主变冷却器已使用17年，目前处于超期运行状态；且受当时技术、制作工艺及材料限制，冷却器本体、管路、阀门锈蚀严重、渗漏点较多、噪音较大等问题；同时，由于环境湿度大，水管路内外壁温差大，结露严重，积水排除设施不完善，导致积水不能正常排出，积水多时通过穿线管路流入电缆桥架；影响其他设备持续可靠安全运行。鉴于以上原因，需对主变冷却器进行升级改造。

关键词：主变冷却器老化；原因分析；技改方案；应用情况。

1.概 述

紫坪铺水力发电厂位于四川省都江堰市境内的岷江上游，具有灌溉、供水、泄洪和发电等功能，大坝为混泥土面板堆石坝，最大坝高156m，总库容11.12m3；电厂总装机容量4×190MW，年发电量约为34亿kW.h，以一回500kV出线接入成都环网，电厂承担四川电网调峰、调频、事故备用等任务，是川西电网比较经济的调峰、调频电源。发变组为单元式接线，主变压器型号SP10-240000/500，变压器容量240MVA，额定电压为525/13.8（kV）。主变冷却器型号为YSPG-315，冷却方式为强迫油循环水冷式。

2.技改的背景：

紫坪铺水力发电厂主变冷却器自2004年投运以来，已使用17年，目前处于超期运行状态，且受当时技术、制作工艺及材料限制，冷却器本体锈蚀严重、渗漏点较多、噪音较大等问题；同时，由于环境湿度大，冷却水管路内外壁温差大，结露严重，排水除设施不完善，积水多时通过穿线管路流入电缆桥架，影响其他设备持续可靠安全运行；因此，为保障设备的安全可靠运行；使主变冷却器传热效率高、耗水量少；换热面积大、油侧流阻低；操作方便和维修；亟需对现冷却器装置进行升级改造。

3.技改的原因分析

3.1 由于环境空气湿度大，设备安装空间窄、管路、阀门及冷却器本体锈蚀严重，人员维护困难；

3.2 冷却器已经达到使用寿命，密封件老化严重，各阀门处存在不同程度的渗漏，栅管内部有淤积污垢，影响循环油的冷却效果，同时加大了设备运行风险；

3.3 原控制元件老化，灵敏度不稳定，不满足自动化设备的发展需要，须进行改造升级；

3.4 排积水设施不完善，存在设备运行安全隐患。

4.技改方案说明

4.1 技改原则

4.1.1 改造范围：冷却器进水总阀至冷却器排水总阀之间的管路、阀门（不含进水总阀和排水总阀）进行更换；冷却器（包含盘式油泵、阀门、逆止阀、油温传感器、油流继电器、渗漏报警器）升级改造；冷却器进油联管至出油联管之间的管路、阀门（不含进油总联管和出油总联管）进行更换；安装转接端子箱、线槽及敷设控制电缆。

4.1.2 冷却器的技术要求：冷却器技术要求不能低于国家相关标准要求，应选择密封性能好、冷却效率高、使用寿命长、抗老化、机械强度高；设备运行可靠、稳定、安全、成熟的双重管冷却器设备。

4.1.3 主变冷却器的运行控制方式应与原系统一致。

4.2 技改方案

4.2.1冷却器的选型：主变冷却器采用4台额定冷却容量315kW的冷却器组成。

4.2.2 热交换器的选型：变压器为高电压下的运行设备，其冷却器具有特殊性要求，热交换器应采用坚固、耐腐蚀，重量较轻，导热性好，低温强度高的紫铜管，而且必须采用防堵双管双胀口结构。

4.2.3冷却器油泵电机的选型：油泵选用低转速、大流量、轴承耐磨损的潜油泵。

4.2.4 冷却器水阀门的选型：冷却器水阀门选用不锈钢球阀，操作方式为手动。

4.2.5 冷却器油阀门的选型：冷却器油管油阀选用不锈钢球阀，要求阀门在全关时，应保证50Pa真空度和2MPa压力的耐受能力，球阀内密封堵料、绝缘油过流处密封材料的材质、结构、可操控性必须满足现场设备的设计要求和技术要求；操作方式为手动。

4.2.6 冷却器油管逆止阀的选择：逆止阀的作用是指介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门，其主要作用是防止介质倒流和盘式油泵电机反转，选用材质不锈钢逆止阀。

4.2.7 管路及附件的选型：油管路、水管路应采用不锈钢管路，规格尺寸应根据选用产品及现场实际情况确定；冷却器油、水总进、出管路连接部位均采用法兰连接；冷却器油排气阀和取样嘴均采用针式阀并带外密封罩；冷却器所需配件应选用国产知名品牌或进口产品。

4.2.8端子箱选择：将原冷却器配套2个端子箱拆除，按现场实际尺寸制作成1个不锈钢端子箱；线缆的穿入由箱体下部穿入，穿出由箱体下部引出至铝合金线槽引入至各电动阀门端子处和各压力传感器、温度传感器处。接线端子选用魏德米勒、菲尼克斯等知名品牌产品；全部线缆敷设完成后用防火泥进行线槽口封堵。

4.2.9每台冷却器的进出油口及进出水口均应设置阀门，阀门的位置方式应保证在其它水冷却器正常运行情况下可拆卸任意一组水冷却器。

4.2.10在冷却器水室上设置新型自动排气阀，排气阀自带隔断阀实现在线更换；既可确保水室内气体随时排除，又可避免水溢出。

4.3主要技改内容：

4.3.1拆除旧的管路、阀门和冷却器及相关部件。

4.3.2将主变冷却器底部电缆沟杂物清理干净，在原排水管底部浇筑排水坡降，开槽埋设管径不小于DN100的排水管道至室外排水沟；排水管道埋设完后，回填开槽部位，恢复地面瓷砖。

4.3.3冷却器安装基础支架进行除锈、防腐刷漆，并进行接地导通试验，试验数据符合要求方可进行管路、阀门及冷却器及相关配件的安装和调试；设备油漆颜色或标识与1#主变冷却器一致，安装过程中损坏的漆色应配相应的色进行处理，进出水管路颜色和示流方向依据行业标准进行。

4.3.4设备验收分为出厂验收和现场调试验收；出厂验收指冷却器制造完工后由厂家通知相关专业人员到现场见证进行加压试验，检查设备的制作工艺；完善及优化设备的相关工作；厂家外购设备需相关三家技术人员对设备的材质、结构、可操控性、耐压渗漏检查必须满足设计要求和技术要求；需三方见证验收签字盖章认可出厂；现场验收，设备按要求安装完成后，拟定调试大纲，报技术部门审核，按设备调试和试验要求逐项对设备进行验收，并提交试验报告；设备技术参数满足规范要求和设备使用说明书规定要求。

冷却器示意图

5.技术改造后的主要功能和技术指标

5.1主要功能：变压器冷却器运行稳定、安全可靠，能够保障变压器的散热需求，方便运行与维护管理；冷却器底部排水沟能快速排出积水、积液；管路、阀门、法兰面密封无渗漏。

5.2 主要技术指标

5.3 现场试验

5.3.1冷却器的出厂试验，提供的检验报告、质量说明文件，包装以及运输方式应符合《JB/T8316-2007 变压器用强迫油循环水冷却器》的要求。

5.3.2盘式电机的现场试验应满足《GB50150-2006电气设备交接试验标准》的要求。

5.3.3现场安装后水管路、油管路的强度试验、冲洗、严密性试验应按照冷却器厂家的要求进行，并不得低于国家标准。

5.3.4整体安装后的调试应由冷却器厂家按照厂家标准进行调试。

6应用情况：

根据计划安排，2020年至2021年机组检修期间分别对1、4#主变压器冷却器进行了升级改造；通过运行性能测试，冷却器各连接处采用氟橡胶KFM密封性能好、耐油性强；解决了三漏现象（漏气、漏水、漏油）；冷却器水压耐受能力强，真空度裕度大，机械强度高且用水量低、散热效率高等特点；管路结露后排水通畅；控制元件结构简单、所有可动部件动作灵活、无卡住、粘滞或松动现象；人员操作、维护方便；设备运行稳定、安全可靠。

作者简介：

桂列鑫（1973-）男，四川茂县人，工程师，从事水电发电安全技术管理工作

尹 冲（1978-）男，四川营山人，工程师，从事水力发电安全技术管理工作