一起交流系統改造中導致強迫油循環變壓器冷卻器全停的事故分析及預防

池浩 歐陽琴 何絨 羅紅艷

摘 ?要：本文分析了一起在變電站交流系統改造中對交流二次回路電纜更換時由于以前遺留的隱蔽缺陷導致強迫油循環風冷變壓器冷卻器全停的事故。通過對風冷控制回路的接線以及交流系統改造造成影響的探討，分析出了導致冷卻器全停的原因，并針對交流系統改造帶來的風險提出了冷卻器全停的預防措施。

關鍵詞：強迫油循環;冷卻器全停;交流系統;零相

1概述

220kV某變電站的220kV#2主變壓器是采用強迫油循環風冷形式的變壓器。在某次交流系統改造過程中，由于以前風冷控制系統接線不規范以及本次改造現場勘查不徹底，導致風冷控制系統失電以及冷卻器全停事件。

2強迫油循環風冷

變壓器常用的風冷形式有油浸自冷、油浸風冷、強迫油循環風冷等幾種。其中，強迫油循環風冷是采用潛油泵將變壓器油在本體和帶有風機的冷卻器中循環來達到降溫的目的。它的散熱效率高，常見于220kV及以上電壓等級的高負荷變壓器上。但是，如果采用強迫油循環風冷方式的變壓器一旦發生電源消失等各類異常導致冷卻器全停時，變壓器的繞溫、油溫會急劇升高。這將對變壓器內部絕緣材料造成嚴重影響，可能導致內部絕緣老化、擊穿，甚至造成變壓器爆炸等危及電網運行的事故。

因此，采用強迫油循環風冷方式的變壓器一般都配置有冷卻器全停保護。當變壓器發生冷卻器全停時，非電量保護裝置將啟動冷卻器全停跳閘保護，當變壓器上層油溫達到75℃時，計時20分鐘跳開變壓器各側斷路器;當變壓器上層油溫未達到75℃時，計時60分鐘跳開變壓器各側斷路器。

3風冷控制回路原理

220kV某變電站220kV#2主變壓器的部分風冷控制回路（電源監視和切換）如下圖。

如圖所示，風冷控制回路分別從Ⅰ、Ⅱ路交流電源中取了一相作為控制回路電源。當SS切換把手在“Ⅰ工作”模式時，觸頭1、2和5、6接通，Ⅰ路交流電源作為該變壓器風冷控制箱的主供交流電源，Ⅱ路交流電源作為備用交流電源，通過右側的控制回路進行自動切換。即Ⅰ路交流電源電壓及相序正確時，相序繼電器KV1動作，使其在控制回路上的常開接點KV1閉合，繼電器K1動作常開接點閉合。同時，由于KMS2未勵磁，故其常閉接點也閉合。因而KMS1接觸器吸合，將Ⅰ路交流電源（L1、L2、L3）引入作為風機及潛油泵電源。當Ⅰ路交流電源消失或缺相或相序不正確時，KV1將失磁，其常開接點打開。這又導致繼電器K1失磁，其常開接點打開，KMS1接觸器也失磁，切斷Ⅰ路交流供電。同時，若Ⅱ路交流電源正常，則其相序繼電器KV2動作，導致K2也動作，最終使KMS2接觸器勵磁，其接點接通將Ⅱ路交流電源（L01、L02、L03）引入作為風機及潛油泵電源。

4現場運行方式及工作開展

220kV某變電站的220kV#2主變壓器（強迫油循環風冷）的風冷控制系統采用兩路交流電源供電，Ⅰ路電源作為主共電源取自35kV#1站用變饋線屏，Ⅱ路電源作為備用電源取自35kV#2站用變饋線屏，通過控制回路自動切換。

由于該站交流系統改造期間35kV#1站用變及低壓側饋線屏停電更換新屏柜，并且沒有啟用應急發電車來代替，因此該主變風冷控制系統只有35kV#2站用變饋線屏單電源供電。即圖1中Ⅰ路交流電源失電，只有Ⅱ路交流電源供電，可靠性降低。

5冷卻器全停原因分析

該站本次交流系統改造項目的工作內容還包括對220kV#2主變的有載調壓交流電纜進行更換。當施工人員從35kV#1站用變饋線屏拆除220kV#2主變的有載調壓交流電纜時，監控后臺發出了220kV#2主變冷卻器全停信號。

現場運行人員立即開展了緊急處置，發現220kV#2主變冷卻器全停信號并不是誤發，而是其風冷控制回路確實已經失電。經過對風冷控制箱實際接線的排查以及對施工帶來影響的分析，找到了冷控失電的原因。

原因是因為220kV#2主變風冷控制回路的零相在幾年前的風冷控制系統改造過程中并沒有按圖施工，將控制回路的零相（圖1中右上角總零相）接入本電纜零相，而是將其并入220kV#2主變有載調壓回路的零相。而當本次施工人員拆除220kV#2主變的有載調壓交流電纜時（包括其零相），相當于拆斷了該主變風冷控制回路的零相，最終導致整個風冷控制箱失電，冷卻器全停保護動作。

6預防措施及總結

針對220kV某站的該次冷卻器全停事件的分析結果，提出了幾點預防措施。首先，可以采取啟用應急發電車等方式，避免當220kV#2主變風冷控制箱因35kV#1站用變及饋線屏停電更換而失去一路主供電源。其次，在每次的大修技改等項目中要做好驗收工作，避免施工人員不按圖施工，產生寄生回路或接線錯誤，留下隱患。同時，施工人員應提前做好現場勘查，理清該次施工涉及的二次回路，分析施工可能造成的影響，提前做好應對措施。

總之，強迫油循環風冷變壓器的風冷控制回路是比較復雜且重要的，它關系到作為變電站最重要資產——變壓器的安全穩定運行。因而，運行人員應該熟悉其二次回路接線及控制原理，掌握冷卻器全停等異常的處置方法，并在各類工作中監督施工人員完善施工方案，謹慎施工，避免冷卻器全停動作。