變壓器強油循環強風冷卻器控制回路改造

摘　要　通過分析事故原因，指出大型變壓器冷卻器控制回路存在的重大設計缺陷，并提出了具體改造方案，可供設計、制造、安裝、運行等部門參考。

　　關鍵詞　變壓器　冷卻器　控制回路　改造

　　目前，大型變壓器的冷卻一般采用強迫油循環風冷卻方式，并廣泛采用了強油循環強風冷卻器這類變壓器的主要附件，雖經各生產廠家多次改進，但是在實際運行維護過程中發現，冷卻器控制回路的設計仍存在著很多缺陷。若不及時對上述控制回路進行改造，就會影響冷卻系統的可靠性，加快變壓器絕緣油的老化速度，甚至威脅電網的安全穩定運行。

　　保定市冷卻器廠生產的變壓器冷卻器已在全國普遍使用，下面以該廠最新設計生產的xkwfp－6型強油循環強風冷卻器總控制箱為例進行分析，并提出改造方案，供各位參考。

　　1　防止更換接觸器和空氣開關時造成的短路

　　變壓器冷卻器在運行過程中，接在冷卻器電源小母線上的接觸器和空氣開關容易損壞。因為小母線不能停電，所以只能帶電更換損壞設備。由于總控制箱內空間小，電源相間距離近，因此更換設備時極易造成相間短路，甚至使小母線燒斷，兩段電源均投不上，造成變壓器被迫停電。

　　廠家設計的小母線只有一段，如果將小母線分段，并按圖中虛線框所示，加裝分段刀閘dk，就可以有效地避免短路事故的發生。正常運行時，合上dk，當某接觸器(如1jc)或某空氣開關(如1zk)損壞時，先斷開本段電源(ⅰ段電源)，再拉開dk，可以使已損壞的設備與工作電源隔離，即可在不帶電的情況下予以更換。這樣既可有效地防止事故的發生，又確保一半的冷卻器繼續正常運行。選擇dk時，應校核其容量。

　　2　防止工作電源交流接觸器失磁造成主變開關跳閘

　　1997年9月27日，220 kv飛鳳山變電站1號主變冷卻器總控制箱內工作電源(ⅰ段)交流接觸器1jc線圈燒毀。由于廠家設計未考慮到交流接觸器線圈燒毀(或該回路斷線)的可能性，因此主控制室無任何信號，冷卻器亦不能自動切換至備用電源(ⅱ段)，致使冷卻器失去電源。冷卻器全停20min后，由于主變頂層油溫未達到75℃，因此主變冷卻器全停保護沒有出口。60min后，冷卻器全停延時跳閘回路出口，使1號主變三側開關跳閘。時間繼電器1bsj整定為20 min，2bsj整定為60 min。

　　電流繼電器blj是反應工作電源斷相的，當工作電源斷相時，動合觸點blj1閉合，6zj勵磁后，可使冷卻器自動投入備用電源(自動投入回路在圖中未畫出)。

　　造成這起跳閘事故的原因是，工作電源交流接觸器失磁后，不僅冷卻器不能自動投入備用電源，而且冷卻器無法起動中央信號。在冷卻器全停跳閘時間繼電器線圈兩端并聯一個中間繼電器7zj，再由動合觸點7zj1起動6zj，利用6zj即可實現冷卻器電源切換。另外，在動合觸點blj1兩端并聯動合觸點6zj3的目的是實現6zj自保持。利用動合觸點6zj2起動中央信號，呼喚運行值班人員檢查冷卻器控制回路并處理缺陷。通過轉換開關2k，可使6zj復歸。

　　3　防止工作冷卻器的空氣開關跳開后不能起動備用冷卻器

　　1996年11月16日，220kv竟陵變電站1號主變因負荷輕，且氣溫較低，只將1號冷卻器投入工作，因變壓器油泵出現短路故障，其空氣開關1zk快速切除了故障。由于廠家設計不合理，1zk跳閘后，1號冷卻器控制回路失去了電源，因此不能起動備用冷卻器，亦不能起動中央信號，造成了冷卻器全停。

　　針對這一重大缺陷，建議將各冷卻器控制回路的電源接線按進行改造，即在各冷卻器分控箱中加裝一個熔斷器，改由空氣開關之前取控制電源。改造后，當變壓器冷卻器油泵或風扇發生短路故障時，由空氣開關快速切除故障，而該冷卻器控制回路的電源不會消失，可以保證備用冷卻器的自動投入。

　　4　防止變壓器負荷波動引起輔助冷卻器頻繁起動

　　變壓器輔助冷卻器的起動方式有兩種，一是按變壓器頂層油溫起動；二是按變壓器負荷電流起動。

　　長期以來，變電站大部分主變輔助冷卻器控制回路的時間繼電器1sj(型號js7－2a）經常燒壞。經觀察，當主變負荷在某一范圍內波動時，測量主變負荷的電流繼電器bfj會頻繁動作、返回，bfj起動1sj，1sj將會頻繁地起動輔助冷卻器。如果輔助冷卻器的油泵、風扇電機起動過于頻繁，還會進一步導致熱繼電器動作，從而使輔助冷卻器退出運行。這樣會大大地縮短冷卻器電氣設備的使用壽命。

　　鑒于上述情況，可以根據變壓器負荷波動的幅度，將電流繼電器bfj的返回系數人為地調小，從原來規定的0.85～0.9改為0.65～0.75，將bfj的返回系數調整在這一范圍內，可以有效地避免輔助冷卻器的頻繁起動。

　　5　提高冷卻器全停保護的可靠性

　　對保定市冷卻器廠生產的冷卻器總控制箱，其冷卻器全停延時跳閘回路都采用js－11型多回路交流時間繼電器，即時間繼電器采用交流電源控制。而變電站主變冷卻器動力電源和控制電源均取自主變低壓側供電的站用變壓器，當變電站只有一臺主變運行，其低壓側開關因故停電時，冷卻器全停保護將失去控制電源，從而喪失可靠性。

　　如果將主變冷卻器全停保護改用直流長時間繼電器，并采用直流供電的溫度計，就可以提高主變冷卻器全停保護的可靠性。直流長時間繼電器系靜態繼電器，考慮到戶外工作環境條件惡劣，應將其安裝有主變保護屏上。

　　改造時，可選用2只許昌繼電器廠生產的bs-7b型直流長時間繼電器，其原理接線參見圖2所示。該型號的時間繼電器抗干擾能力強，可靠性高，調試簡單。若能選到兩段延時的數字式長時間繼電器，則安裝接線會更簡單。按上述方法改造后，將會大大地提高主變冷卻器全停保護的安全性和可靠性。

　　6　結束語

　　以上針對保定市冷卻器廠生產的xkwfp－6型冷卻器總控制箱所存在的缺陷進行了分析，其改造原理簡單，投資較小。

　　但是在實際改造過程中，由于冷卻器總控制箱內設備較多，空間較小，給改造工作帶來了一些實際困難，因此希望各生產廠家在設計時要面向用戶，充分考慮到冷卻器控制回路在現場運行過程中存在的問題，使設計更合理，更完善。