主變壓器強(qiáng)油風(fēng)冷信號(hào)回路改進(jìn)

李曉斌，賈 義，蓋國(guó)權(quán)，欒鵬飛

（1.內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 錫林郭勒電業(yè)局，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000；2.內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 巴彥淖爾電業(yè)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000；3.內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 鄂爾多斯電業(yè)局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

目前，電力系統(tǒng)中110 kV及以上電壓等級(jí)大型變壓器普遍采用油浸式，變壓器油作為絕緣介質(zhì)和傳熱載體[1-2]。電力系統(tǒng)中投入使用的大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)的冷卻方式，雖然近幾年220 kV及以上電壓等級(jí)大型變壓器大多已不再采用強(qiáng)油風(fēng)冷的冷卻方式，但電力系統(tǒng)中仍有較多強(qiáng)油風(fēng)冷的220 kV變壓器在運(yùn)用[3-4]。

強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器容量大，外部有效散熱面積小，但由于冷卻器的潛油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，強(qiáng)迫變壓器油經(jīng)散熱器高速循環(huán)，將熱量從變壓器內(nèi)部帶出，并用風(fēng)扇冷卻，所以其散熱效率很高。若冷卻裝置（冷卻風(fēng)扇和油泵）停止工作，在變壓器外殼散熱面積小的情況下，內(nèi)部熱量散發(fā)減緩。所以，當(dāng)冷卻器全停時(shí)，變壓器不能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)行[5]，否則將可能導(dǎo)致變壓器因油溫過(guò)高而損壞絕緣，從而導(dǎo)致變壓器內(nèi)部短路等故障的發(fā)生。

變壓器在冷卻過(guò)程中風(fēng)機(jī)能否正常運(yùn)行是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，而電力系統(tǒng)中部分主變壓器風(fēng)冷信號(hào)不能盡數(shù)傳至變電站主控室和調(diào)控中心的監(jiān)控機(jī)上，而傳至監(jiān)控機(jī)上的是一些諸如：1號(hào)電源故障、2號(hào)電源故障、信號(hào)電源故障、備用冷卻器故障、工作冷卻器故障以及風(fēng)冷全停跳閘等信號(hào)，還不能準(zhǔn)確地反映風(fēng)機(jī)運(yùn)行的具體工況，如風(fēng)機(jī)分別故障及風(fēng)機(jī)全部故障時(shí)，風(fēng)機(jī)全停信號(hào)不能準(zhǔn)確傳至變電站監(jiān)控機(jī)上。變壓器風(fēng)冷全停允許帶額定負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間應(yīng)遵守制造廠家的規(guī)定，如制造廠家無(wú)此方面規(guī)定，則允許帶額定負(fù)荷運(yùn)行20 min。若變壓器上層油溫未達(dá)到75℃，則可繼續(xù)運(yùn)行至75℃，但風(fēng)冷全停后總運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)1 h[5-6]。若變壓器投入風(fēng)冷全停非電量保護(hù)跳閘壓板，即風(fēng)冷全停20 min油溫達(dá)到75℃或風(fēng)冷全停達(dá)1h，則主變各側(cè)斷路器跳閘，將造成供電用戶失電或與其并列運(yùn)行的主變過(guò)負(fù)荷等事故。

1 原因分析

主變強(qiáng)油風(fēng)冷控制原理接線圖如圖1所示，變電站主控室監(jiān)控機(jī)上的冷卻器信號(hào)取自KM1、KM2、KM3等交流接觸器的常開觸點(diǎn)并聯(lián)作為冷卻器信號(hào)傳至監(jiān)控機(jī)，當(dāng)任何一個(gè)冷卻器工作時(shí)，該信號(hào)都會(huì)傳至監(jiān)控機(jī)。而1#冷卻器、2#冷卻器、3#冷卻器故障時(shí)故障信號(hào)卻不能傳至后臺(tái)，即任何一個(gè)冷卻器單獨(dú)故障時(shí)卻不能將該冷卻器的狀況反映給主控室的監(jiān)控機(jī)，這將嚴(yán)重影響監(jiān)盤的正確性。

圖1 冷卻器信號(hào)回路圖Fig.1 Diagram of cooler signal circuit

同時(shí)，在一般的強(qiáng)油風(fēng)冷控制原理接線圖中有備用冷卻器故障和工作冷卻器故障兩種信號(hào)，但是廠家做后臺(tái)的時(shí)候?qū)⑦@兩個(gè)信號(hào)僅置于報(bào)警中，如果備用冷卻器和工作冷卻器均故障可能造成風(fēng)冷全停，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。

2 改進(jìn)方案

2.1 增加測(cè)控裝置遙信點(diǎn)

增加測(cè)控裝置的遙信點(diǎn)，使各冷卻器信號(hào)分別傳到后臺(tái)，改進(jìn)后的冷卻器二次接線如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后的冷卻器信號(hào)回路圖Fig.2 Diagram of improved cooler signal circuit

在圖1中，只要有一個(gè)冷卻器運(yùn)行，則YX1信號(hào)就能傳到后臺(tái)，根本不能區(qū)分是幾號(hào)冷卻器在運(yùn)行，所以這也就增加了冷卻器全停的風(fēng)險(xiǎn)，如果將1#冷卻器、2#冷卻器、3#冷卻器的遙信點(diǎn)分開，分別經(jīng)由測(cè)控裝置傳到變電站后臺(tái)，則當(dāng)任一冷卻器故障時(shí)，均有信號(hào)傳至后臺(tái)，此時(shí)便可及時(shí)提醒變電運(yùn)行和監(jiān)控運(yùn)行人員，就能及時(shí)通知檢修人員處理，并防止冷卻器全停故障的發(fā)生。

2.2 運(yùn)用視覺(jué)效果防止風(fēng)冷全停

在主變壓器強(qiáng)油風(fēng)冷信號(hào)回路中，有備用冷卻器和工作冷卻器故障兩個(gè)信號(hào)，如圖3所示，當(dāng)備用冷卻器和工作冷卻器全部故障時(shí)，雖然還有輔助冷卻器在工作，但是，輔助冷卻器投入運(yùn)行有3個(gè)條件：1）按變壓器的上層油溫投入；2）按變壓器繞組溫度投入；3）按變壓器負(fù)荷電流投入。因此僅僅依靠輔助冷卻器會(huì)相當(dāng)危險(xiǎn)的，因?yàn)槿绻? h后沒(méi)有達(dá)到輔助冷卻器的工作條件，則主變會(huì)跳開各側(cè)斷路器，造成極其嚴(yán)重的后果。為了更加安全，做后臺(tái)時(shí)可以將這兩個(gè)信號(hào)分別傳至后臺(tái)，并且在桌面上分別將這兩個(gè)信號(hào)做成指示燈。正常運(yùn)行時(shí)，總會(huì)有一個(gè)以上的指示燈亮，如果指示燈全部不亮了，則說(shuō)明工作冷卻器和備用冷卻器全部處于停運(yùn)狀態(tài)。

圖3 工作和備用冷卻器信號(hào)回路圖Fig.3 Diagram of working and standby cooler signal circuit

另外，為了防止主變壓器運(yùn)行在風(fēng)冷全停的工況下，即工作冷卻器與備用冷卻器全部故障以后，而此時(shí)也沒(méi)有達(dá)到輔助冷卻器自動(dòng)投入運(yùn)行的3個(gè)條件?？梢栽诠ぷ骼鋮s器與備用冷卻器全部故障以后，故障信息上傳到變電站后臺(tái)的同時(shí)啟動(dòng)輔助冷卻器。如圖4所示，交流接觸器觸點(diǎn)KA1和KA2串聯(lián)提供YX9的信號(hào)，即工作冷卻器和備用冷卻器均故障時(shí)發(fā)遙信至變電站后臺(tái)監(jiān)控機(jī)，同時(shí)當(dāng)交流接觸器觸點(diǎn)KA1和KA2均閉合時(shí)直接啟動(dòng)輔助冷卻器，該啟動(dòng)條件與輔助冷卻器自動(dòng)投入運(yùn)行的3個(gè)條件并列，提高了輔助冷卻器在緊急情況下投入運(yùn)行的可靠性。

圖4 輔助冷卻器投運(yùn)原理圖Fig.4 diagram of secondary cooler operation

3 結(jié)束語(yǔ)

文章針對(duì)電力系統(tǒng)中主變壓器冷卻器信號(hào)不能準(zhǔn)確反映各組冷卻器工況的問(wèn)題，提出增加測(cè)控裝置遙信點(diǎn)和運(yùn)用視覺(jué)效果防止風(fēng)冷全停的改進(jìn)方案。改進(jìn)方案可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確反映各組冷卻器的運(yùn)行狀況和及時(shí)直觀提醒工作冷卻器和備用冷卻器停運(yùn)的效果，并在工作冷卻器和備用冷卻器停運(yùn)時(shí)及時(shí)投入輔助冷卻器，使得強(qiáng)油風(fēng)冷主變壓器冷卻器的工況更加詳細(xì)、直觀地在變電站后臺(tái)監(jiān)控機(jī)上反映出來(lái)，出現(xiàn)故障時(shí)準(zhǔn)確顯示故障點(diǎn)，有效地防止主變壓器冷卻器全停和因此而造成主變壓器跳閘事故的發(fā)生。文章提出的改進(jìn)方案可以減少變電運(yùn)行和監(jiān)控運(yùn)行人員的工作量，確保主變壓器在安全的油溫下運(yùn)行，延長(zhǎng)主變壓器的使用壽命，增強(qiáng)電力系統(tǒng)供電的可靠性。

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