成果介绍
电力系统主变油流循环冷却技术几十年来未有实质性进步,普遍存在冷却效率差、循环不合理,不能根据主变绕组发热温度和负荷进行智能优化油流循环冷却匹配,有的还存在安全隐患等。目前主变油流循环冷却方式主要分为自然温差循环冷却与强油循环冷却这两种,自然温差冷却主要以主变绕组与外壳之间不断递减的油体温度梯度进行热交换,还有就是热、冷油比重差进行微小循环,这样的冷却效果很差,靠过度设计、过度制造,大量增加主变体积、增加散热面积、增加冷却油量来满足运行主变冷却需要,即使这样,其冷却效果与强油循环相比还是相差甚远。传统主变强油循环潜油泵其扬程、流量是按主变绕组最高温度再加上保守余量进行设计制造,虽然冷却效果大大优于自然温差冷却,但由于电力系统主变实际运用中,在最高温度下运行情况极少,绝大多数情况下大幅减低循环油泵转速即可满足要求,传统主变强油循环冷却还存在以下缺点:
1、没有设计安装导向冷却装置,冷油从主变进口到绕组之间进行大量低效热交换后才到位于主变中央的绕组进行冷却,造成有效冷却油流少,效果差;
2、不能根据主变油温和负荷来自动调节潜油泵转速出力;
3、潜油泵长期高速运转在外连吸程处易产生气蚀现象,同时主变内长期高速油流也扰动电场,增加油流产生气泡几率,加大气泡塔桥放电、油流气隙放电的危险;
4、潜油泵频繁急停急开易损坏,增加维修工作量,缩短使用寿命;
5、潜油泵发热还会造成发热处周围油裂解产生特征气体的不良后果,以及色谱分析误判断的影响。
由于电力系统主变传统强油循环冷却方式以上缺陷和不足,现220kV及以下主变大都已不使用强油循环冷却,而改用自然温差冷却,宁愿为换取克服强油循环的缺点,而在自然温差的缺陷中做出牺牲。
本项目代表国内电力系统主变油流循环冷却最新水平,是根据主变结构、运行方式和热交换冷却特点进行创新发明,包括设计安装在主变冷油进口到绕组附近的绝缘导向连管、导向环形管等,导向环形管安装在主变绕组下部周围,并保持足够安全距离,导向连管朝向绕组的一侧开有多个喷冷油孔;本项目还包括预先设置编程有根据主变温度、负荷进行智能控制油流循环冷却的控制程序模块,以及由变频循环油泵等组,主要有以下优点:
1、将从散热器进入的冷油通过设计安装在绕组周围的绝缘导向装置,直接对绕组进行冷油冷却,极大提高冷却效力;
2、设计编程油温与绕组的最优冷却运行程序,根据主变绕组实际发热温度和负荷,进行在线智能调节循环油泵的出力,始终将主变绕组温度与循环油速、油温进行优化搭配,绝大多数时间,循环油泵保持低速转速即可满足冷却要求;
3、解决了气蚀现象,当在循环油泵吸程负压区发生渗漏时,不会将外界大气吸入主变;
4、运用先进智能变频技术;
5、易于融入智能电网的建设运行中。
本项目很好的解决了以上两种传统主变循环冷却方式的缺点,极大提高主变冷却效率,减少主变铜、铁损,有效提高主变抗过电压和抗短路能力,有力保障主变安全经济运行。
创新性(重点阐明如何区别于传统技术,专利等知识产权状况)
一、创新性:
1、发明在主变进冷油口至绕组周围设计安装绝缘导向装置;
2、在线控制变频循环油泵根据主变绕组温度与负荷,进行循环油速、油温的优化运行;
3、智能后台控制系统,包括软件程序,并融入于智能电网建设和运行中。
二、已授权专利:
1、具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置及使用方法***
2、一种主变油流导向微循环装置及使用方法***
3、一种主变绕组与油流温差的最优智能控制系统及控制方法***
4、带有智能变频装置的主变潜油泵***
5、带有智能变频装置的主变散热器风机***
独占性(重点阐明技术上是否难以获取或复制)
具有多项发明专利和实用新型专利的神圣法律保护,保护期至2034年3月
盈利性(重点阐明是否带来成本下降或性能提高)
一、经济效益
项目试运行一年来,创造经济效益160万元,统计如下:
1、在2个220kV变电站4台120MVA主变试运行,提高冷却效率,增加了主变出力,共增加供电量300万千瓦时,根据《国网福建省电力有限公司多供电量统计办法》,多增加,根据福建省近5年平均销售电价***元/度计算,共增加经济效益150万元。
2、减少设备检修维护人工100人工,按300元/工日计,共节约3万元。
3、节约其它材料、设备损耗费等计:2万元。
4、延长设备寿命费用5万元.
二、社会效益
对国内广大变压器制造厂家以及已在变电站运用的主变,都能进行主变智能油流导向循环冷却系统的技改升级换代,仅需增加很少投资,但其可大幅减少散热器、减少用油量,减少主变体积,极大提高冷却效率,总体上能大量减少生产制造和运行成本,极大减少宝贵资源的消耗,本项目有着巨大安全、经济和社会效益。
持续性(重点阐明技术储备和持续创新能力)
包括智能变频循环冷却技术、导向油流冷却技术,设计编程控制模块、后台控制系统,以及数据监控、无线传输技术等的运用,确保了持续创新能力。
先进性(重点阐明技术水平,主要性能指标国内外比较,替代技术发展趋势和现状等)
本项目代表国内电力系统主变油流循环冷却最新水平,是符合国家竭力倡导:绿色、环保、可持续性发展政策,面向生产第一线,同时具有多项自主知识产权的优秀创新项目。
成果亮点
团队介绍
成果资料