電力變壓器冷卻系統(tǒng)設(shè)計

第1章　變壓器換熱概述

1.1 變壓器熱量的產(chǎn)生和溫升限值計算

1.2　變壓器換熱方式

1.3　片式散熱器

1.4　強油循環(huán)風(fēng)冷卻器

1.5　強油循環(huán)水冷卻器

第2章 變壓器油箱管片式換熱計算

2.1　變壓器自冷風(fēng)冷油頂層溫升

2.2　油箱有效換熱面計算

2.3　扁管散熱器尺寸參數(shù)

2.4　片式散熱器常用數(shù)據(jù)

2.5　片式散熱器外形結(jié)構(gòu)

第3章 變壓器冷卻器系統(tǒng)構(gòu)造

3.1　冷卻器本體

3.2　冷卻器結(jié)構(gòu)原理

3.3　冷卻器導(dǎo)風(fēng)筒

3.4　冷卻器主要附件

3.5　冷卻器性能及安裝結(jié)構(gòu)

第4章　冷卻器傳熱計算

4.1　冷卻器流動相似原理量綱

4.2　冷卻器傳熱過程相關(guān)準(zhǔn)則

4.3　翅片管熱阻計算

4.4　管道內(nèi)外傳熱和阻力計算

4.5　污垢熱阻傳熱平均溫差計算

第5章　變壓器用油泵

5.1　油泵結(jié)構(gòu)

5.2　油泵工作原理

5.3　油泵性能指標(biāo)

5.4　油泵使用說明

5.5　國內(nèi)外油泵綜述

5.6　變壓器用其他型號油泵

第6章　變壓器用風(fēng)扇

6.1　風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)

6.2　風(fēng)扇工作原理和性能

6.3　風(fēng)扇設(shè)計

6.4　風(fēng)扇性能的優(yōu)化

6.5　風(fēng)扇選型和安裝

6.6　國外變壓器冷卻風(fēng)扇

第7章 變壓器用控制箱

7.1　控制箱概述

7.2　控制箱工作原理

7.3　控制箱外形安裝尺寸

7.4　控制箱選型原則

7.5　控制箱元件布置圖

第8章 變壓器用油流繼電器

8.1　油流繼電器結(jié)構(gòu)原理

8.2　油流繼電器技術(shù)性能

8.3　油流繼電器外形安裝尺寸

……

第9章　變壓器用蝶閥

第10章　冷卻器振動噪聲計算

第11章　冷卻器設(shè)計及容量選擇

第12章　水冷卻器結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

第13章　冷卻器優(yōu)化設(shè)計

參考文獻

黎賢鈦，籍貫浙江三門，浙江爾格科技有限公司董事長兼總經(jīng)理?，F(xiàn)兼職浙江省民營經(jīng)濟研究中心常務(wù)理事，北京大學(xué)公共經(jīng)濟管理中心研究員，全球中小企業(yè)聯(lián)盟副主席。研修電氣工程專業(yè)、電機制造專業(yè)、變壓器設(shè)計與工藝專業(yè)：已獲得工學(xué)碩士、管理學(xué)博士。曾赴英國劍橋大學(xué)戰(zhàn)略管理CEO學(xué)習(xí)，牛津大學(xué)訪問學(xué)者。二十余年從事電力變壓器冷卻系統(tǒng)設(shè)計和制造，是我國輸變電冷卻系統(tǒng)行業(yè)著名專家、學(xué)者。已發(fā)表論文50余篇，個人擁有各項發(fā)明專利28項，參與國家行業(yè)3項標(biāo)準(zhǔn)的起草。 多年來，不僅對電力行業(yè)輸變電冷卻系統(tǒng)勤于學(xué)習(xí)研究，同日寸對管理實踐和管理科學(xué)也有很高造詣，出版的專著有《企業(yè)管理者的跨越》和《國學(xué)思想與現(xiàn)代管理》，深受業(yè)內(nèi)人士好評。 2100433B

全文共13章，分別介紹冷卻系統(tǒng)組成部分中，油箱和片管式散熱器的散熱計算；冷卻器本體，冷卻器翅片管傳熱計算；吹風(fēng)裝置，風(fēng)冷卻用的變壓器風(fēng)扇結(jié)構(gòu)原理，強油循環(huán)動力源的變壓器油泵，監(jiān)制油泵正反轉(zhuǎn)、蝶閥是否閉開的油流繼電器，變壓器用蝶閥，以及控制冷卻系統(tǒng)正常工作的分控箱，冷卻器常用設(shè)計方法和冷卻器容量選擇，冷卻器優(yōu)化設(shè)計理論，國外冷卻器優(yōu)化設(shè)計的編程實例等。

本書分析力求透徹，內(nèi)容廣泛，涉及到機電原理、機械設(shè)計、熱力學(xué)、流體工程學(xué)、電子線路和模塊控制、工程數(shù)學(xué)、優(yōu)化設(shè)計等各領(lǐng)域。敘述深入淺出，有中等程度技術(shù)知識的工程技術(shù)人員都可讀懂。特別對從事大功率電機、大中型變壓器設(shè)計人員，電廠、變電站、供電局檢修公司等電氣維護人員，具有較高的實用價值，是一本很實用的專業(yè)工具用書。同時，可作高等院校電氣工程、輸變電等相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的電力設(shè)備設(shè)計輔助教材和教學(xué)參考用書。

電力變壓器剩余壽命評估生命組成單元

電力變壓器硬件壽命及附屬機構(gòu)的壽命共同組成電力變壓器壽命體系，在電力變壓器金屬材質(zhì)故障當(dāng)中，因為繞組變形而導(dǎo)致變壓器故障的比例非常大，所以繞組機械強度成為對變壓器壽命進行評估的重要指標(biāo)，相對于金屬材質(zhì)故障來說，變壓器絕緣材料不可避免受到環(huán)境溫度的影響而設(shè)備老化。還有就是電力變壓器壽命實際上與運行狀態(tài)有直接關(guān)系，比如過電壓、系統(tǒng)短路、變壓器過負(fù)荷等壽命特點 。

電力變壓器壽命評估預(yù)測的重要前提是資料統(tǒng)計的順利開展，現(xiàn)階段不斷發(fā)展的變壓器狀態(tài)評價技術(shù)、在線檢測裝置等為以上目的提供一定的技術(shù)支持。具體來說，電力變壓器壽命特征曲線在一定程度上可以反映其使用期間的一些規(guī)律：

(1)變壓器在使用期間的性能會逐年遞減。

(2)使用初期的性能比較優(yōu)良，隨著使用年限的增大性能下降的速度也降低，經(jīng)過一段時間后，受到絕緣老化、過電壓、系統(tǒng)短路等影響而使得性能降低，最后到達運行性能極限，此時要采取一定對策。

(3)整個使用周期，綜合性能和運行時間成反比，然而因為定期維護檢修，故障之后的修復(fù)會導(dǎo)致變壓器性能出現(xiàn)一定的波動，所以變壓器性能曲線表現(xiàn)為波動性遞減 。

電力變壓器剩余壽命評估壽命狀態(tài)信息

為促進電力變壓器壽命評估的準(zhǔn)確性，信息管道應(yīng)當(dāng)包括出廠信息、使用期間在線檢測數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)、預(yù)防試驗數(shù)據(jù)等，具體來說應(yīng)當(dāng)收集以下信息:

(1)基本數(shù)據(jù)，具體指的是生產(chǎn)信息，比如額定容量、絕緣水平、負(fù)載損耗、短路阻抗、冷卻方式等;

(2)運行數(shù)據(jù)，具體指的是運行階段記錄的狀態(tài)數(shù)據(jù)，比如負(fù)載情況、冷卻工況等;

(3維修數(shù)據(jù)，近五年之內(nèi)設(shè)備故障信息;

(4)試驗資料，指的是氣象色譜試驗、絕緣油分析試驗等。

針對于電力變壓器剩余壽命的評估，因為試驗信息比較容易獲取，而且信息比較全面，和其他數(shù)據(jù)信息相比較來說更加符合預(yù)測的要求，所以電力變壓器壽命預(yù)測一般是試驗數(shù)據(jù)預(yù)測輸入的方式，以其他信息影響因素作為修正因子進行充分考慮 。

電力變壓器按用途分類：升壓（發(fā)電廠6.3kV/10.5kV或10.5kV/110kV等）、聯(lián)絡(luò)（變電站間用220kV/110kV或110kV/10.5kV）、降壓（配電用35kV/0.4kV或10.5kV/0.4kV）。

電力變壓器按相數(shù)分類：單相、三相。

電力變壓器按繞組分類：雙繞組（每相裝在同一鐵心上，原、副繞組分開繞制、相互絕緣）、三繞組（每相有三個繞組，原、副繞組分開繞制、相互絕緣）、自耦變壓器（一套繞組中間抽頭作為一次或二次輸出）。三繞組變壓器要求一次繞組的容量大于或等于二、三次繞組的容量。三繞組容量的百分比按高壓、中壓、低壓順序有：100/100/100、100/50/100、100/100/50，要求二、三次繞組均不能滿載運行。一般三次繞組電壓較低，多用于近區(qū)供電或接補償設(shè)備，用于連接三個電壓等級。自耦變壓器：有升壓或降壓二種，因其損耗小、重量輕、使用經(jīng)濟，為此在超高壓電網(wǎng)中應(yīng)用較多。小型自耦變壓器常用的型號為400V/36V（24V），用于安全照明等設(shè)備供電。

電力變壓器按絕緣介質(zhì)分類：油浸變壓器（阻燃型、非阻燃型）、干式變壓器、110kVSF6氣體絕緣變壓器。

電力變壓器鐵心均為芯式結(jié)構(gòu)。

一般通信工程中所配置的三相電力變壓器為雙繞組變壓器。

首先，需要對電力變壓器類型進行區(qū)分，根據(jù)其用途、冷卻方式等差別而使得分類有所不同，選擇電壓等級是220kV的大型油浸式電力變壓器，以此開展相關(guān)研究。因為電力變壓器自身結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，構(gòu)成部件也比較多，比如鐵芯、繞組、油箱等，大多數(shù)均處于液體絕緣狀態(tài)中，實際上也屬于變壓器的重要部件，其和侵入其中的其他配件有緊密聯(lián)系，變壓器外部的冷卻設(shè)備、分接變換設(shè)備等均屬于重要部件，或多或少會對電力變壓器的剩余壽命有直接影響。根據(jù)可以影響電力變壓器剩余壽命的部件，利用對電力變壓器故障原因進行分析，變壓器主要部件包括以下幾種，具體參考圖3

電力變壓器的使用壽命大多是和圖3中主要部件的運行情況有直接影響，對電力變壓器壽命研究，要針對于各個部件運行情況技術(shù)性指標(biāo)進行分析，也就是研究的關(guān)鍵所在 。