轴流式变压器油泵设计扬程一般小于3m,大于3m扬程时就很难满足低油阻力的特点,此时就要设计旁路管网以满足自冷(ONAN)油通路的畅通。
在我国,轴流式变压器油泵一般设计成“直管型”和“直角弯头型”两种。其叶片原理都是一样的。但是两种结构的区别在于:
①直角弯头型轴流泵 往往设计成“叶轮升降式”结构:当油泵通电时,流体升力将叶轮由低部推向顶部轴端运转;断电时叶轮自由沉降回底端。所以在运行启动的时候,我们会听到“啪”的一声。这种结构的优点是:由于断电时没有叶轮零件的阻挡,变压器ONAN自冷运行时油管路阻力小。缺陷是:叶轮频繁升降时的作用力久而久之会损坏轴端及下止点的零件,超长的轴深也会有叶轮运行偏摆的问题。国内西电公司选用的直角弯头型轴流泵已经改为:低油阻设计的叶轮在轴端固定,并加装轴端自定心轴承的结构,大大提高了这种产品的可靠性。
②直管型轴流泵 一般设计成“内外筒”结构。内筒装有电动机,其轴端装有低油阻设计的叶轮,外筒与内筒之间为油通道。这种结构的轴流式变压器油泵以其结构简洁,可靠性高而被广泛选用。
六、变压器油泵的故障诊断和实时监控问题的探讨
在我国,目前变压器油泵的故障诊断技术还非常原始,油泵故障的实时监控技术还是空白。油泵运行状态与故障隐患不可预知。一旦发现油泵故障时,油泵已经到了不得不退出运行的状态,这时往往由于电气故障和机械故障磨损下来的大量金属颗粒、碳化物、乙炔等已经进入变压器内部。
据我们了解,目前国内已经有厂家研制完成了带有监控功能的变压器油泵和集中监测系统,并获得了相关的技术专利。
1、带有监控功能的变压器油泵和集中监测系统构成如下:
①带有监控功能的变压器油泵(可订购亦可现场改造);
②前端机——安装在变压器附近,可定时循环采集并检测显示2~12台油泵运行状态和电流信号;并完成各路信号的汇总、分析处理及显示相关信息,实现与集中监测机或直接与运行维护人员的数据通信。
③集中监测机(可选),安装在变电站监控机房内,与前端机有线相连,完成变压器油泵的长距离监测,前端机与集中监测机间通信距离为有线1000米之内。
一般一台变压器安装一台前端机,可监测12台变压器油泵,一台集中监测机可接2~8台前端机。
2、带有监控功能的变压器油泵的原理
通过泵内的电磁感应传感器检出变压器油泵的运行间隙,从而实时监控泵的轴承磨损情况、运行状况和预判故障。通过现场设置的前端机中显示的各台油泵的绿区(安全运行)、黄区(临界预警)、红区(危险警示)显示,可以即时显示和预判油泵的运行状态、工作电流与故障。当进入“红区”时,会发出声光报警和信息输出。故障检出率:100%。
传感器是由一组与油泵绕组相同材料绕制并与绕组绝缘成一体的感应线圈,因此没有其它电力、电子式传感器元器件的老化和可靠性附加问题及电气绝缘问题。与传统常规变压器油泵相比,无任何结构性差异和使用功能上的差异,只是在出线盒位置附加了一接口,完全符合变压器油泵产品运行可靠性的特殊要求。
3、集中监测机(可选),为现场运行的多台份“前端机”监控提供了信息化、自动化、智能化的便捷窗口手段。当集中监控实施后,各台份油泵实时运行和时段运行状况都有了信息化的记录内容,还可实现远程通讯报警。可通过电话及电子邮件联系有关人员。这使得现场户外高电压、强电场、恶劣环境下的变压器监测维护管理人员随时掌握设备运转情况,从而阻止很多“无人职守紧急情况”的发生。使监控维护工作变被动为主动,并可事先安排维修工作,尽量减少停机事故的发生,其经济效益可观,极大的提高了设备的可靠性技术水平,方便了系统现场使用与维护水平的提高。
4、规格参数:
机 箱:前端机与集中监测机为19英寸4U上架工控机箱(当现场具有可装19英寸4U控制柜位置时,可嵌入安装。),亦可单独订购前端机IP55控制柜。
使用电压:AC220V±10%,50Hz
使用温度:前端机为-40℃至+70℃,集中监测机为+5℃至+45℃; 相对湿度≤95%;储存温度:+5℃至+45℃
七、关于变压器油泵产品的发展方向问题
变压器油泵产品的发展方向是随着我国输变电设备制造水平的提高和我国电
网建设的总体目标而决定的。我国电网建设的总体目标是:“大电网、超高压、
自动化。”因此,随着主变大型化和电压等级的提高及变电站自动化无入职守的发展趋向,变压器油泵产品的可靠性问题还会越来越突出。继续突破和追求变压器油泵产品的新的可靠性技术指标,向着节能高效、功能一体化、机电一体化智能化发展,是变压器油泵今后的发展方向。同时,变压器油泵的发展,还与世界范围的新材料、新工艺、新技术突破息息相关。
综观全国市场,变压器油泵年总需求量不过 5000台/年,而且,随着片式散热器冷却系统配套变压器容量的不断上升,油泵用量还会减少。但是,超大型变压器采用OFAF(强油风冷式)冷却形式还会存在下去。因此,变压器油泵的产品需求不仅存在,而且必将朝着高可靠性的高端产品模式发展。因此,尽快规范并组织起全行业的优化系列设计,使我国变压器油泵水平朝着科学的、健康的方向发展,有利于变压器整体技术水平的提高,不致出现大的技术失误和质量事故。从而为我国的电力建设,电网的安全运行,为我国的社会主义现代化建设事业做出更大的贡献!
来源:变压器工业