關(guān)于干式變壓器溫度控制系統(tǒng)運行的故障分析

李建志

【摘 ?要】由于干式變壓器具有環(huán)保、防爆、防塵性好、耐潮濕等特點，所以近年來在配電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛。但是由于受諸多內(nèi)外因素影響，使得干式變壓器在運行過程中存在一定問題需要完善，溫度控制問題也是其中之一。因此，本文對干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)的運行故障進行了分析與探討。

【關(guān)鍵詞】干式變壓器;運行維護;故障檢修;溫度控制

隨著干式變壓器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，對干式變壓器的運行狀態(tài)和監(jiān)控提出了更高的要求。干式變壓器的安全運行和使用壽命很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度超過絕緣材料的耐熱極限而使絕緣材料破壞是導(dǎo)致變壓器不能正常工作的主要原因之一，因而對變壓器的運行溫度進行實時監(jiān)測、控制及其報警控制是十分重要的。結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗，下文將就干式變壓器溫度控制系統(tǒng)在運行中常見的故障進行分析和處理，以防患于未然，確保干式變壓器安全穩(wěn)定運行，從而提高供電可靠性。

一、干式變壓器溫度控制系統(tǒng)概述

1.1風(fēng)冷和溫度控制系統(tǒng)工作原理

溫度控制系統(tǒng)是通過多功能溫度控制器來實現(xiàn)。近期新型干式變壓器檢測控制儀表都是專門為干式變壓器安全運行設(shè)計智能型控制器。它采用單片機技術(shù)，利用預(yù)埋在干式變壓器三相繞組中的三只鉑熱電阻來檢測及顯示干式變壓器繞組的溫升，并根據(jù)用戶設(shè)定的溫度點來自動控制風(fēng)機的啟動和停止對干式變壓器繞組進行強迫風(fēng)冷、超溫報警、超溫跳閘等功能，以保證干式變壓器運行在安全狀態(tài)。其主要特點有：

1）采用新型抗干擾設(shè)計，對于共模與串模干擾均有極強的抑制能力，并具有定時檢測與校正功能，可隨時排除隨機干擾。

2）綜合應(yīng)用單片機技術(shù)，能有效地判別傳感器開路等故障信號，保證了變壓器在停、送電情況下，溫控器不會誤發(fā)超溫報警或超溫跳閘等信號。

3）采用大數(shù)碼數(shù)字顯示器，使溫控器的工作狀態(tài)及測量值的顯示更加直觀。

4）采用了I2C調(diào)整與存儲技術(shù)，實現(xiàn)斷電數(shù)據(jù)保存。不同型號的干式變壓器繞組絕緣、電壓等級和容量等都不相同，運行過程中的溫升標準也不一樣。

1.2風(fēng)冷系統(tǒng)風(fēng)機自動控制

通過預(yù)埋在三相繞組最熱處的鉑熱電阻Ptl00溫度傳感器測溫電阻，取得溫度信號，當變壓器加入空載運行時，系統(tǒng)自動啟動變壓器風(fēng)機，隨著變壓器負載增大，運行溫度上升，當變壓器室內(nèi)溫度大于37.5℃（35.0+2.5）時，系統(tǒng)自動啟動機房風(fēng)機;當機房溫度小于32.5℃（35.50-2.5）時，系統(tǒng)自動停止機房風(fēng)機。超溫報警、跳閘：若變壓器繞組溫度繼續(xù)升高，當達到130℃時，系統(tǒng)輸出超溫報警信號;若溫度繼續(xù)上升達150℃，變壓器已不能繼續(xù)運行，則向二次保護回路輸送超溫跳閘信號，使變壓器迅速跳閘。當機房溫度達到70℃時，變壓器迅速跳閘。溫度與風(fēng)機狀態(tài)顯示系統(tǒng)將測得的實時溫度通過LED顯示器直接顯示（包括三相巡檢及最大值顯示，并可記錄歷史最高溫度），將最高溫度以4mA～20mA模擬量輸出，并實時監(jiān)視各風(fēng)機的運行狀態(tài)。

1.3溫度控制系統(tǒng)

以LD-B10-10D干式變壓器溫控儀為例，它除可以測量干式變壓器三相繞組溫度外，還增加一路鉑熱電阻用于測量干式變壓器機房環(huán)境溫度并獨立控制機房散熱風(fēng)機的啟停。溫控器由溫度監(jiān)測系統(tǒng)和輸出控制系統(tǒng)兩部分電路組成。溫度監(jiān)測系統(tǒng)以單片機作為中央處理單元，配合其他電路構(gòu)成，以完成溫度的測量、顯示及相應(yīng)信號輸出。輸出控制系統(tǒng)完成冷卻風(fēng)機的控制輸出和各種狀態(tài)報警及輸出溫度監(jiān)測系統(tǒng)中，由預(yù)埋在干式變壓器三相繞組中三支鉑熱電阻傳感器（Pt100）產(chǎn)生與繞組溫度值相應(yīng)的電阻信號，經(jīng)多路開關(guān)、濾波、放大和A/D轉(zhuǎn)換后輸入單片機。單片機根據(jù)輸入的測量數(shù)據(jù)以及由外部設(shè)定（包括廠家與用戶）的各種控制參數(shù)，經(jīng)過計算與處理，顯示被測量繞組的溫度值并輸出相應(yīng)的控制信號。監(jiān)測系統(tǒng)中配有大容量E2PROM芯片，可隨時存貯測量數(shù)據(jù)，能夠?qū)λ械脑O(shè)定參數(shù)測量數(shù)據(jù)進行掉電保護。輸出控制系統(tǒng)中，由變壓器風(fēng)機接觸器、機房風(fēng)機接觸器、跳閘中間繼電器、信號中間繼電器等元件組成。當溫度控制系統(tǒng)發(fā)出超溫指示、跳閘指示、故障指示等信號時，相應(yīng)的控制元件動作，繼而輸送出相應(yīng)的超溫聲響報警、超溫報警輸出，超溫跳閘輸出、故障報警、風(fēng)機狀態(tài)指示等信號、指令。

二、干式變壓器溫度控制問題分析及故障處理

如上圖所示，首先檢查分析了變壓器主回路，發(fā)現(xiàn)變壓器風(fēng)機交流接觸器接點沒有吸合，目測接觸器外觀完好。其次檢查分析了變壓器風(fēng)冷系統(tǒng)和溫控器控制系統(tǒng)二次控制回路，檢測1、2號端子電源側(cè)電壓為221V，回路電壓正常，二次回路接線完好。檢測1、2號端子輸出側(cè)電壓為零，J3輔助觸點沒有閉合。初步斷定故障點在變壓器風(fēng)機接觸器輔助觸點。同時，也不排除變壓器風(fēng)機的接觸器本身問題。從而導(dǎo)致了變壓器風(fēng)機交流接觸器接點沒有吸合，使得變壓器風(fēng)機不能啟動。

然后，找出故障原因。首先，在變壓器停運后對變壓器風(fēng)機的接觸器進行更換，變壓器投運后發(fā)現(xiàn)變壓器風(fēng)機依然不啟動。進一步查閱研究變壓器二次圖紙和LD-B10-220D溫控儀說明書，采取將溫控儀表接線端子1、2短接的辦法，試驗時變壓器風(fēng)機啟動。從而判斷故障點在溫控儀表內(nèi)部。因此，在沒有備品備件更換，而且不排除溫控儀表發(fā)生誤動、拒動等的情況下，我們采取在1、2號端子安裝了一個小開關(guān)，采取手動控制的方式恢復(fù)了變壓器風(fēng)機的運行，消除了變壓器安全運行的重大隱患問題，確保了變壓器安全供電，裝置安全生產(chǎn)。

三、結(jié)論

通過以上分析可知，在干式變壓器運行巡檢工作中，加強對溫控器的溫度監(jiān)測系統(tǒng)和輸出控制系統(tǒng)兩部分電路的檢測，確保溫控器正常工作以保證干式變壓器運行在安全狀態(tài)。干式變壓器的安全運行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器繞組的安全可靠，而繞組過熱導(dǎo)致絕緣性能下降，是變壓器發(fā)生故障的最主要原因，為此應(yīng)確保溫控器正常工作。溫控儀的使用壽命與變壓器的使用壽命不匹配，建議定期更換干式變壓器的控制儀表，以確保干式變壓器安、穩(wěn)、優(yōu)運行，保證生產(chǎn)裝置安全運行。

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（作者單位：順特電氣設(shè)備有限公司）