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针对现有变压器水喷淋降温装置存在的喷淋效果不佳、无法根据主变负荷油温情况自动控制、控制滞后等问题，国网福建省电力有限公司泉州供电公司的许志坤、张俊康、叶华、曹志平，在年第9期《电气技术》上撰文，对其进行改进设计，提出包含顶部喷头、侧壁喷头、环境喷头的立体式喷淋降温方式，设计电气控制回路与水回路分离的就地控制柜，通过手控、自控、远控相结合的控制逻辑实现装置的自动控制，提升喷淋降温效果。经过现场应用，该装置可实现6℃以上的智能辅助降温，减少了人力物力的浪费。

油浸自冷式变压器在工作时，铁心和绕组中的能量损耗转化为热能，通过变压器内外部的温差和油的对流作用，将热量经散热器向周边散发出去，以维持变压器的正常工作。由于自冷式散热方式受限于环境温度和系统负荷，在夏季系统负荷大、外界持续高温环境下，若无外界辅助散热措施，油浸自冷式变压器产生的热量无法向外界有效散发，这将加速变压器绝缘介质老化，缩短变压器运行年限，严重威胁电网的供电可靠性。现有变压器水喷淋降温装置结构较为简单，由散热器顶部安装的喷淋头进行喷淋辅助降温，该方法的喷淋面积有限，水流无法有效覆盖散热器表面，因而喷淋降温效果不佳。当前的水喷淋降温装置依靠人工控制喷头的启停，只能保持水喷淋装置在常开或常闭状态，无法根据主变负荷油温等情况综合判断是否开启水喷淋装置，且现有变电站多采用无人值守模式，变电站数量多、离运维班驻点路途较远，人工启停水喷淋装置有一定时间滞后性，滞后开启达不到有效降温效果，滞后关停浪费大量水资源，往返路途对人力、物力也是极大的浪费。因此，亟须对传统变压器水喷淋降温装置进行改进设计，实现智能控制功能，以提升喷淋降温效果，增强其实用性，减少资源浪费。1设计方案1.1喷淋区域布置本文设计采用一种新型喷淋区域布置方式，由顶部喷头、侧壁喷头、环境喷头组成。顶部喷头布置于散热器顶部，喷淋水流以圆盘状覆盖散热器顶部区域，水流沿散热片侧壁流下，形成的水膜可覆盖侧壁部分区域；散热片高油温区域集中在上1/3部位，因此侧壁喷头布置于散热器侧壁上1/3高度处，其喷淋水流可有效覆盖周边4个散热片的高油温区域；环境喷头布置于最外层散热片向外处，喷头位置朝向外部，对周边环境进行喷淋，降低变压器周边环境整体温度。通过多区域喷淋布局，从顶部、侧壁、周边环境对变压器散热片进行立体式喷淋降温，大大增加了散热片表面喷淋水膜覆盖面积，提升了喷淋降温效果。喷淋区域布置示意图如图1所示。图1喷淋区域布置示意图1.2就地控制柜设计本文设计的水喷淋降温就地控制柜包含电气控制回路和水回路两部分，就地控制柜设计原理如图2所示。图2就地控制柜设计原理柜体分为上、下两层，上层为电气控制回路部分，内部为电子器件，包含手动启动控制器、时间控制器、温度控制器、远方遥控控制器等，外部为控制面板，可就地进行模式切换、启停控制等；下层为水回路部分，包含过滤角阀、前置过滤器、自动自吸泵、电磁水阀等。外部控制面板上有控制方式切换开关和自控方式切换开关，分别用于切换手控、远控、自控模式与温控、时控模式，有电源指示灯、当前模式指示灯用于指示电源状态、当前工作模式，有温度显示屏用于显示当前油温、温度阈值等信息。柜内手动启动控制器可就地手动控制电磁水阀的开启和关闭；温度控制器用于接收无线温度传感器测得的温度值，无线温度传感器置于变压器散热器的进油管上，采用环状表贴式安装，以贴紧进油管表面，获取准确的油温值；时间控制器可设定启停时间，根据设定好的时间控制电磁水阀的开启和关闭；远方遥控控制器用于连接远程终端单元（remoteterminalunit,RTU），接收远控终端下发的控制命令，控制喷淋装置的启停。就地控制柜按照变电站标准箱柜进行设计制造，柜体可壁挂固定，也可采用地脚螺栓固定，采用接地线可靠接地，柜门设置阻水密封条，柜内线槽接口处均采用黑胶密封处理，防水防尘密封性能良好，并在柜内设置温湿度传感器，当温湿度达到设定阈值时即开启加热板进行驱潮加热。该就地柜现场应用安全性良好，可适应变电站内各类复杂环境。就地控制柜实物如图3所示。图3就地控制柜实物1.3喷淋控制方法针对现有喷淋装置无法根据主变负荷油温情况自动控制、控制滞后等问题，本文改进设计了三种控制方式，可进行手控模式、自控模式、远控模式三种控制模式的切换，在自控模式中又具备温度自控模式及时间自控模式的切换功能，可根据实际应用需求选择装置的自控工作模式。手控模式下，可就地控制喷淋装置的启停；远控模式下，可在远控终端下发指令，控制喷淋装置的启停。选择自控模式后，如需在变压器油温达到某阈值后投入水喷淋装置，可设定为温度自控模式，如需每日定时启停水喷淋装置，可设定为时间自控模式。在温度自控模式下，水喷淋装置将实时采集的油温值与设定阈值相比较，达到设定条件后自动完成喷淋装置的启停，可设置多个温度传感器，按“与”或“或”逻辑进行控制，为避免油温在某个值附近抖动导致水泵、电磁水阀频繁动作而损坏，启动阈值与关闭阈值需设置滞回区间。在时间自控模式下，可设置启停时间、启停周期等参数，喷淋装置根据时控参数自动运行。变压器水喷淋降温控制逻辑如图4所示。图4变压器水喷淋降温控制逻辑2应用情况截至年7月，泉州供电公司变电中心先后在所辖站安装了13台新型变压器水喷淋降温装置，根据现场应用情况，装置可实现油浸自冷式变压器智能辅助降温，降温效果明显，具体应用情况如下。应用情况1：高坑变1号主变日负荷曲线对比如图5所示，高坑变1号主变年6月25日与27日的负荷电流几乎一致。高坑变1号主变日油温曲线对比如图6所示，6月27日11:00达到条件自动开启水喷淋降温装置后，油温曲线迅速下降，最大降温值达到9℃，降温效果明显。图5高坑变1号主变日负荷曲线对比图6高坑变1号主变日油温曲线对比应用情况2：官桥变1号主变日负荷曲线对比如图7所示，官桥变1号主变年7月5日最高负荷电流为A，7月7日最高负荷电流为A，两日整体负荷差异不大。官桥变1号主变日油温曲线对比如图8所示，7月5日未开启变压器水喷淋降温装置，最高油温为67.5℃，7月7日全日手动开启水喷淋降温装置后，油温曲线有不同程度的下降，最高油温为61.3℃，对比7月5日，在负荷增大的情况下最高油温反而下降，降幅达到6.2℃，降温效果明显。图7官桥变1号主变日负荷曲线对比图8官桥变1号主变日油温曲线对比3结论本文通过改进现有的变压器水喷淋降温装置，提出了立体式喷淋降温方式，通过设计电气控制回路与水回路分离的就地控制柜，根据手控、远控、自控相结合的控制方法，实现了变压器水喷淋降温装置的智能控制，增强了喷淋降温效果，对提升电网安全具有十分重要的意义。装置在现场应用中也存在一些问题，如水喷淋管道现场安装费时费力、部分喷淋头及主变散热器表面有白色水垢及青苔产生等，后续将对喷淋管道模块化设计、喷淋装置水质提升等现场应用问题展开研究，进一步提升变压器水喷淋降温装置的实用性。

本工作成果发表在年第9期《电气技术》，论文标题为“变压器水喷淋降温装置的改进设计与应用”，作者为许志坤、张俊康等。

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