基于變電站主變風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)故障分析及其防范措施

楊金偉　楊鑫　吳乃　昊睿　楊松

摘 要：隨著用電需求不斷升高，供電負(fù)荷高峰期，滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行的變壓器其風(fēng)冷系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，不僅影響變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行，還會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全造成一定的隱患，影響對(duì)社會(huì)的供電。近年來，隨著變電站的增多，主變風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)故障率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。分析產(chǎn)生故障的原因，及早采取防范措施，確保電網(wǎng)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變電站 變壓器 風(fēng)機(jī) 故障分析 防范措施

中圖分類號(hào)：TM307 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）03（b）-0063-02

變壓器是電網(wǎng)設(shè)備重要部分，其在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生熱消耗，造成的局部過溫，使絕緣加速老化甚至過熱損壞，影響變壓器壽命甚至引發(fā)事故。風(fēng)冷系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行中的主變起到冷卻作用，當(dāng)變壓器頂層油溫超過整定值時(shí)，控制電路會(huì)自動(dòng)投入各組冷卻裝置，對(duì)主變降溫，使其能夠帶額定功率運(yùn)行，以保障負(fù)荷高峰期的變壓器的穩(wěn)定、健康運(yùn)行。

1 主變風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)常見故障

對(duì)2014—2015年變壓器風(fēng)冷故障進(jìn)行分析，根據(jù)風(fēng)冷系統(tǒng)各個(gè)組成部分，風(fēng)冷故障主要由風(fēng)機(jī)、油流指示器、油泵和其他4部分故障組成。風(fēng)機(jī)故障主要由風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)故障、測(cè)量系統(tǒng)故障、電機(jī)故障、信號(hào)回路故障和其他原因引起的故障5類。經(jīng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)冷故障兩年內(nèi)共發(fā)生19次，其中風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)故障發(fā)生15次，占80%，如果風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)故障解決了，變壓器風(fēng)冷故障基本解決了。經(jīng)具體研究分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)常見故障主要是交流接觸器線圈燒壞，熱繼電器損壞、切換把手損壞、交流電源故障等原因造成。

2 主變風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)故障原因分析

2.1 交流接觸器故障

設(shè)備運(yùn)行溫度高，交流接觸器線圈容量小易燒壞，過負(fù)荷啟動(dòng)風(fēng)冷、高溫啟動(dòng)風(fēng)冷，設(shè)備啟動(dòng)方式多，交流接觸器不吸合、觸點(diǎn)有問題等原因容易造成交流接觸器燒毀。

2.2 交流接觸器散熱效果差

設(shè)備投運(yùn)后風(fēng)冷控制箱內(nèi)溫度較高，風(fēng)冷控制箱環(huán)境密閉，特別是夏季，氣溫高，最高時(shí)主要元件可達(dá)60 ℃以上，且器殼、外殼無防塵罩，造成風(fēng)冷控制箱溫度高，造成風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)故障。

2.3 風(fēng)冷控制箱內(nèi)無防潮裝置

風(fēng)冷控制箱長年暴露在室外，風(fēng)吹日曬，陰雨天氣多特別是霧霾天氣易造成風(fēng)冷控制箱內(nèi)元器件易受潮發(fā)霉引起故障。

3 針對(duì)故障原因采取的防范措施

3.1 換用新型固態(tài)繼電器

針對(duì)交流接觸器線圈易燒壞問題，一是統(tǒng)計(jì)所管轄的變電站站內(nèi)風(fēng)冷系統(tǒng)中故障率較高的交流接觸器型號(hào)，故障率較高的交流接觸器輸入電壓為AC380V和AC220V兩種，而常用固態(tài)繼電器輸入電壓為AC220V，根據(jù)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果選取新型固態(tài)繼電器型號(hào)進(jìn)行更換，固態(tài)繼電器具有可避免線圈吸合次數(shù)限制，更換工作簡單等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)風(fēng)冷故障頻發(fā)變電站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)更換，并嚴(yán)格按照主變風(fēng)冷系統(tǒng)定檢作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn)，可采取兩種方式進(jìn)行。

采取的第一種方式為整改風(fēng)冷控制繼電器的二次啟動(dòng)回路。

由圖1可知，KM1為風(fēng)冷系統(tǒng)中故障頻發(fā)的風(fēng)機(jī)控制繼電器，KC3為風(fēng)冷啟動(dòng)繼電器，KM1的啟動(dòng)電壓一端經(jīng)過QK1交流空開和熔斷器接至KM1線圈上口A1處，而線圈下口A2處，受啟動(dòng)繼電器KC3的控制是否導(dǎo)通，AC220V的繼電器經(jīng)過KC3控制的為交流零線，AC380V繼電器受KC3控制的為交流的另一相火線，因此只需將受KC3控制通斷的交流電，由火線改變?yōu)榱憔€，輸入電壓就從380 V變?yōu)?20 V。此方式經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證后在保證安全的情況下可結(jié)合檢修對(duì)回路進(jìn)行改動(dòng)，便可整改風(fēng)冷控制繼電器。

采取的第二種方式為訂制AC380V輸入電壓的固態(tài)繼電器（圖2）。

由圖2可知，如果換用輸入電路中大功率發(fā)光二極管，或在輸入電路中加入分壓電阻，即可完成固態(tài)繼電器由AC220到AC380V的轉(zhuǎn)換，訂制新型固態(tài)繼電TNC4810-AC380，并對(duì)該型號(hào)繼電器加裝常開常閉輔助觸點(diǎn)各一副，以便信號(hào)回路的使用，該方式簡單可行便于推廣。

3.2 加裝設(shè)備散熱、溫度監(jiān)控報(bào)警裝置

針對(duì)設(shè)備散熱差的問題，對(duì)風(fēng)機(jī)控制箱開展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，對(duì)運(yùn)行溫度有較高要求的設(shè)備如固態(tài)繼電器等，根據(jù)裝置大小、控制箱空間及發(fā)熱量，訂制加裝鋁合金散熱片，加快設(shè)備溫度散熱。加裝散熱片具有散熱效果好、成本低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)?；虬惭b溫度監(jiān)控報(bào)警裝置進(jìn)行安裝，時(shí)刻監(jiān)控溫度，隨時(shí)對(duì)溫度較熱設(shè)備采取措施。

3.3 增加除潮干燥劑、濕度監(jiān)控報(bào)警裝置

在設(shè)備受潮嚴(yán)重、元器件發(fā)霉的風(fēng)冷控制箱內(nèi)放置防霉除濕盒，盒內(nèi)裝礦物干燥劑（天然礦物組成，外觀為灰白色小球，無毒無害，是可降解的環(huán)保型干燥劑，吸濕率達(dá)50%以上），定期檢查定期更換。根據(jù)情況可增加溫濕度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，將經(jīng)過改造的溫濕度表放入風(fēng)冷控制箱中，設(shè)定基準(zhǔn)溫度定值為65 ℃，濕度定值為30%，自公共測(cè)控裝置取一副遙信節(jié)點(diǎn)的正電引入表盤相關(guān)定值刻度處，返回公共測(cè)控裝置的線芯接入溫濕度金屬表針中，當(dāng)溫度或濕度高于設(shè)定值時(shí)，節(jié)點(diǎn)正電導(dǎo)通，公共測(cè)控裝置向后臺(tái)發(fā)出告警信息，根據(jù)告警情況進(jìn)行更換除潮器和采取相應(yīng)的降溫處理。

3.4 加強(qiáng)巡視檢查、更換不合格繼電器

對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，結(jié)合季節(jié)特點(diǎn)和春秋季設(shè)備檢修，開展設(shè)備巡視檢查，對(duì)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試檢查，對(duì)損壞的切換把手，交流電源故障及損壞的熱繼電器及時(shí)進(jìn)行更換。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民的生活水平越來越高，對(duì)電的需求越來越依賴，確保電網(wǎng)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，隨著智能電網(wǎng)快速發(fā)展，智能設(shè)備、智能系統(tǒng)越來越成熟，逐步取代老設(shè)備、老系統(tǒng)，加強(qiáng)管理以保證電網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

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