浅议如何提高主变风冷系统的可靠运行率

浅议如何提高主变风冷系统的可靠运行率

孙亚男1胡虹2张超君3王聪3徐倩3

（1.国网河北省电力公司检修分公司河北石家庄050000；

2.河北华电石家庄裕华热电有限公司河北石家庄050000

3.国网石家庄供电公司河北石家庄050000）

摘要：电力变压器是电力系统中的重要设备之一，主变风冷系统作为变压器的一个重要附件，往往是引发变压器故障的主要因素。文章通过对220kV某变压器主变冷却系统进行详细的解体分析，对主变冷却系统的日常维护提出合理的对策及建议，可供相关人员参考。

关键词：电力变压器；风冷系统；可靠运行率；日常维护

前言：在电网的运行中，变压器是电力系统的重要组成部分，是变电站的心脏。变压器一旦发生故障就会给系统的正常供电和安全运行带来严重的影响。而主变风冷系统是保证变压器正常运行最重要的辅助设备，如果主变冷却系统停止工作，轻则造成主变温度过高、变压器绝缘老化；重则出现绕组烧毁，变压器爆炸等事故。因此风冷系统运行的可靠性，直接影响到变压器的使用寿命，甚至威胁电网的安全稳定运行。

1.原因分析

经过现状调查，从不同角度查找分析造成主变风冷系统不能可靠运行的原因。为了能更加直观地进行分析，找出原因，我们从“二次回路异常”这个症结出发，收集了大量资料，并运用关联图进行了原因分析。经过调查分析，主变油温在55℃以下，只有一组冷却器运行时，工作组冷却器自动开关跳闸后，工作组冷却器停止运行，同时工作位置控制电源消失无法启动备用冷却器，也不发信号。主变油温在55℃以上，有两组冷却器运行时，工作组冷却器自动开关跳闸后，不发信号，备用冷却器也不自启动，只剩一组辅助冷却运行。从上文可以看出，主变风冷系统可靠运行率低的原因主要是由于二次回路中缺少启动备用风冷的接点。

2．对策计划

在要因明确后，为了制订对策，我们针对要因进行了分析，并进一步制定切实可行的对策计划。

2.1分析图纸，找出原因

经过对强迫油循环风冷控制系统的原理图分析，我们发现该风冷控制系统控制回路存在设计缺陷。

第一，“冷却器全停主变跳闸”实际指的是两路工作电源全部消失时，主变才会跳闸，而由于工作冷却器自动开关跳闸引起的主变冷却器全停，主变是不会跳闸的。

第二，只有一组冷却器运行时，工作组冷却器自动开关跳闸造成工作组冷却器停止运行，不发信号，备用冷却器也不自启动；如果运行人员不能及时发现，会造成冷却器长时间全停，这时只有主变温度达到高定值时启动辅助冷却器，因此冷却系统再次投入工作中间需要几个小时时间，根据《国家电网公司运行规范文件汇编》中的《110（66）kV-500kV油浸式变压器（电抗器）运行规范》，第十六条规定：“不允许在变压器带负荷的情况下将强油冷却器全停，以免产生过大的铜油温差，使线圈绝缘受损伤。”因此强迫油循环风冷变压器运行时不允许冷却器全停，影响主变的安全运行。第三，当主变温度较高需两组冷却器同时运行时，工作组冷却器自动开关跳闸后，不发信号，备用冷却器也不能自启动，只剩一组辅助冷却器运行。会造成主变运行冷却器组数不够，油温快速升高，严重影响主变的安全运行。

2.2讨论并制定方案

针对主要因素“缺少启动备用风冷的接点”，本文提出以下三个对策方案：将三组冷却器工作位置改至负荷侧。实现工作组冷却器自动开关断开后自启动备用组冷却器，同时发出“备用冷却器投入”中央信号；若备用组冷却器工作电源自动开关也断开时，则发出“备用冷却器投入后故障”中央信号。当出现控制回路发生短路故障后QM1跳开，通过QM1的辅助接点实现该中央信号告警功能。

3．智能控制装置的主要功能

3.1检测功能

自动检测冷却器的风扇电机、油泵电机的运行信息和故障信息。

3.2控制功能

（1）手动/自动控制方式。手动控制方式：根据控制要求手动启、停各冷却器。自动控制方式：根据控制要求实现冷却器的自动循环投入、切换或退出运行。

（2）远方/就地控制方式。远方控制方式：集控中心可手动或自动投入或退出冷却器的运行；通过通信设置控制参数。就地控制方式：就地可手动或自动投入或退出冷却器运行的数量。

（3）自动控制。系统可根据主变油温高低和负荷大小自动循环投入或退出冷却器。当控制系统发生故障，系统强制投入全部冷却器，并发出报警信号到集控中心。主变投入电网时，自动投入相应数量的冷却器；主变退出电网时，自动切除全部投入运行的冷却器。运行中如冷却器出现故障，系统自动切换运行；如冷却器全停，适当延时后跳闸切除变压器。

（4）故障保护。冷却器的风扇电机和油泵电机具有短路和过载保护。

（5）二路独立电源供电，互为备用，自动投入。具备自动除湿、加热和通风功能。

3.3远方监控功能

通过本装置和远方集控中心的通信，可实现遥信、遥测和遥控。遥信量有：主变油温、负荷电流及绕组温度。遥测量有：每路电源工作/备用状态和故障；冷却器全停故障；每台冷却器工作、停止及故障；风扇电机过载、断相、短路故障；油泵电机过载、断相、短路故障；风扇及油泵电机接触器故障；风扇及油泵非正常故障；智能控制装置本身故障；控制电源故障；开关电源故障。遥控量有：集控中心自动控制；集控中心手动控制。

3.4就地显示功能

主要设置信号灯显示和触摸屏显示。信号灯显示能直观地显示风冷系统运行及各种故障的状态，触摸屏显示则能通过文字、图形等显示状态。触摸屏在正常运行时显示变压器油温、负荷电流及绕组温度。在故障时显示故障油泵及风扇电机的编号、性质；显示接触器故障的编号。触摸屏还可显示冷却器各电机运行时间，提示维修人员及时检修。

3.5设定功能

可在触摸屏设定主变的额定电流、投入或退出冷却器的油温、负荷电流及主变绕组温度等设定值。

3.6通信功能

通信功能主要实现主变风冷智能控制装置与集控中心通信，发送主变风冷系统的全部状态信息，同时接收监控中心发出的命令、数据，实现远方监控的功能。因为长期在强电环境下工作，为了保证通信的可靠性，从主变风冷智能控制装置与集控中心之间采用光缆通信，以提高抗干扰性，最大通信距离可达2km。

3.7措施实施

主变风冷改造是在主变不停电的情况下施工，为确保变电站安全运行，并能高效、优质地完成此次施工任务，特拟制安全三项措施，实施于施工全过程。

步骤一：加装端子排，将三组工作位置控制电源分别接至可联端子后再接至QM1负荷侧。将三组冷却器工作位置（回路编号：SAn-5）控制电源（KMn，n分别代表第1、2、3组）分别由各分支自动开关Qn（n-U5端子）改接至QM1后侧即负荷侧端子（回路编号：17）。这样就能实现工作组冷却器自动开关断开后自启动备用组冷却器，同时发出“备用冷却器投入”中央信号；若备用组冷却器工作电源自动开关也断开时，则发出“备用冷却器投入后故障”中央信号。当出现控制回路发生短路故障后QM1跳开，通过QM1的辅助接点实现中央信号告警功能。

步骤二：更换QM1、QM2，改过载动作的辅助接点为普通联动的辅助接点。

原有的辅助、备用冷却器控制电源空气开关是型号C45N（C）-11574/SD6A的带辅助接点（过载动作）的单极自动开关，根据风控箱的位置和电源的位置，选用成熟产品带普通联动的辅助接点的自动开关。对需要安装的自动开关进行了出厂检验，符合规程要求后，对其进行了安装。

4．结论

本文通过确定和分析问题，制定解决方案，并设计了一种新型变压器强油风冷控制系统。实际运行表明，该装置运行可靠、控制准确、功能完善，并具有显著的节能效果。

参考文献：

[1]冯超．变压器风冷系统故障分析与处理[J]．中国科技信息，2009，（15）．

[2]赵虎．强迫油循环风冷变压器冷却系统控制回路的改进[J]．硅谷，2009，（21）．