林鋮宇++王鶯++張曉剛++張軍達++鄭則誠++尚將++吳洪敏++何雨洋++陳家頎++王統(tǒng)

摘 要：鑒于目前現(xiàn)場水沖工作存在的缺陷與問題，我們設(shè)計出高靈敏度、快速響應(yīng)的XZ二維同步帶側(cè)立結(jié)構(gòu)直線驅(qū)動模組，選擇安裝半徑最小、沖洗覆蓋面積最大的十字交叉沖洗方法，實現(xiàn)了變壓器散熱器自動沖洗降溫工作由人工向機械化的轉(zhuǎn)變，而且保證了在帶電沖洗作業(yè)中的安全，消除了設(shè)備安全隱患，節(jié)省了人力成本。

關(guān)鍵詞：變壓器 散熱器 自動沖洗 降溫

中圖分類號：TM41 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0102-02

目前，常見變壓器散熱方式主要包括：自冷、風(fēng)冷、強油循環(huán)風(fēng)冷、強油循環(huán)水冷等。XX公司所轄變壓器670臺，其中，采用強油循環(huán)風(fēng)冷散熱方式共420臺，占總數(shù)的62.3%。強油循環(huán)風(fēng)冷散熱方式變壓器冷卻器的冷卻管帶有較密集的鱗片，鱗片間的空隙較小，較容易被雜物和污穢堵塞，導(dǎo)致變壓器散熱效果不良，尤其在夏季高溫季節(jié)，致使變壓器溫度直線上升。

1 現(xiàn)狀分析

根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》變壓器6℃熱劣化規(guī)則：變壓器在超過溫升限值的情況下長期運行，每升高6℃變壓器的使用壽命縮短一半。因此，每年夏季需要對變壓器冷卻器進行沖洗，確保變壓器上層油溫不超過85℃。變壓器的沖洗工作至少需要3人耗時2h，費時費力。并且，工作人員需要克服現(xiàn)場高溫酷暑和大量飛塵的惡劣環(huán)境，對人員工作量和身體素質(zhì)提出了嚴(yán)峻的要求。目前，冷卻器的沖洗主要采用高壓水槍進行噴洗。即利用壓力泵將高壓蒸餾水打入噴槍內(nèi)，然后由工作人員操作對冷卻器散熱管進行清洗。沖洗過程中，若噴濺的水珠濺落到帶電設(shè)備上，將引起設(shè)備閃絡(luò)，嚴(yán)重威脅工作人員的人身安全。

綜合目前現(xiàn)場水沖工作存在的缺陷與問題，班組亟需一種自動化的智能機械裝置來進行變壓器冷卻器的自動清洗，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力勞動。

2 設(shè)計方案

2.1 裝置構(gòu)成

該裝置主要由：二維同步帶側(cè)立結(jié)構(gòu)直線驅(qū)動模組、步進電機控制器（二軸控制器）、直流高壓水泵、動力電池、逆變器組成。該裝置通過高壓沖噴頭將散熱器鱗片縫隙間污垢沖出，達到清洗散熱器，恢復(fù)散熱器散熱效率的目的。裝置如圖1所示。

2.2 沖洗方案

沖洗方案有扇形沖洗法、十字交叉法和H形沖洗法3種，經(jīng)過反復(fù)試驗對比，發(fā)現(xiàn)：扇形沖洗方式覆蓋面積直方圖呈現(xiàn)右偏型，主要分布范圍是82.2%～85.2%；模擬過程中，對裝置的安裝半徑進行測量可達1.75m。另外，由于移動桿只有一個固定點，導(dǎo)致裝置運行過程中穩(wěn)定性不強。H形沖洗方式覆蓋面積直方圖呈現(xiàn)右偏型，主要分布范圍是91.2%～94.2%，沖洗死角主要出現(xiàn)在散熱器上、下兩端；模擬過程中，裝置穩(wěn)定性較高，但是裝置所需材料多，重量大，安裝半徑可達3m。十字交叉沖洗方式覆蓋面積呈正常型分布，覆蓋面積主要集中在94.0%～94.5%之間，沖洗死角主要出現(xiàn)在水平固定導(dǎo)軌正下方；模擬過程中，裝置穩(wěn)定性相對較高。

沖洗方案最終選擇安裝半徑最小、沖洗覆蓋面積最大的十字交叉沖洗方法（圖2）。

3 應(yīng)用效果

經(jīng)試驗，該裝置不但實現(xiàn)了由人工向機械化的轉(zhuǎn)變，而且保證了在帶電沖洗作業(yè)中的安全，消除了設(shè)備安全隱患，節(jié)省了人力成本，保障工作人員的身體健康，提高工作效率（圖3）。

4 效益分析

4.1 社會效益

該裝置通過控制箱內(nèi)的控制電路，對裝置運行軌道進行時間節(jié)點和位置節(jié)點設(shè)置，可實現(xiàn)上下左右前后六向單獨控制和預(yù)設(shè)軌跡控制。通過縱向?qū)к墐啥说母邏核疀_噴頭對散熱器鱗片縫隙間污垢沖出，達到清洗散熱器，恢復(fù)散熱器散熱效率的目的。填補了機械自動化進行變壓器冷卻器自動沖洗裝置研發(fā)的空白。

4.2 經(jīng)濟效益

經(jīng)過實際操作并統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，該成果沖洗一臺220kV變壓器僅需30min左右，節(jié)省了大量的時間，提高了工作效率。變壓器冷卻器智能沖洗裝置不但實現(xiàn)了由人工向機械化的轉(zhuǎn)變，而且保證了在帶電沖洗作業(yè)中的安全，消除了設(shè)備安全隱患，節(jié)省了人力成本，保障了工作人員的身體健康，提高了工作效率。在應(yīng)用階段，單次水沖工作中自動沖洗裝置可比人工作業(yè)節(jié)約很多資金，如果長期推廣使用，將具有較大的經(jīng)濟效益。本設(shè)計操作簡單，工程量小，具有詳細的使用說明和操作標(biāo)準(zhǔn)，易于業(yè)內(nèi)推廣。

5 結(jié)語

本項目設(shè)計的降溫裝置用于變電站中，自動沖洗電力變壓器強迫油循環(huán)的風(fēng)冷系統(tǒng)。變壓器冷卻器自動沖洗裝置由橫向、縱向?qū)к?、噴嘴、電機、控制系統(tǒng)組成。水沖每片散熱片的時間小于30min/片，實現(xiàn)自動化機械沖洗，無人化作業(yè)。

參考文獻

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