主變冷卻器控制回路故障引起停機事件分析

王飛

摘要：現(xiàn)階段主變冷卻器通常包括2路動力電源以及1路不間斷電源，主要作用是報警以及控制，一般使用傳統(tǒng)電磁式的繼電器構建控制回路，也會使用PLC自動控制冷卻器。通常是2個主接觸器將2路工作電源引入控制系統(tǒng)，或者是應用ATS自動開關。雙電源切換可以由PLC自動輪換投入，切換周期設定為一個月，也可以使用轉換開關進行工作選擇，轉換開關選擇工作后，不會定期進行輪換工作。由于主變冷卻器在運行中會受到各種因素影響出現(xiàn)控制回路故障，嚴重時會引起停機事件，本文將對主變冷卻器控制回路故障所引發(fā)的停機事件進行分析，以供參考。

關鍵詞：主變冷卻器;控制回路;故障;停機

當前國內經濟發(fā)展速度較快，用戶對于供電服務質量以及電網運行的安全性、穩(wěn)定性以及經濟性有更高的要求。在電網中投入大量的高電壓以及大容量變壓器，其主要功能是交換和輸送電力能源，能夠在一定程度上保障電網運行的安全性、穩(wěn)定性以及經濟性。變壓器運行中會產生較多熱量，這是因為變壓器負載損耗會影響到其運行溫度，為了保證變壓器能安全穩(wěn)定運行需采用冷卻器，但是在主變冷卻器使用過程中容易出現(xiàn)控制回路故障，并且會引發(fā)停機問題，為了解決這一問題，應對主變冷卻器有所了解，分析其容易引發(fā)停機情況的故障，并進行相應措施來優(yōu)化，保證主變冷卻器能夠充分發(fā)揮自身的作用。

一、主變冷卻器原理

主變壓器冷卻器冷卻方式為強迫油循環(huán)風冷。冷卻器主要的結構組成是冷卻器本體、潛油泵、油流繼電器、冷卻器控制柜以及接線盒等。其主要作用是將變壓器絕緣油溫度降低，以此來降低變壓器的鐵芯溫度和繞組溫度，保證主變壓器能夠正常運行。當兩路動力電源消失或者冷卻器故障后，風冷全停信號輸出，風冷全停跳閘回路，是風冷全停20min后，如果出現(xiàn)75℃報警油溫信號，則風冷全停跳閘信號輸出，如果沒有出現(xiàn)75℃報警油溫信號，風冷全停60min后，仍然輸出風冷全停跳閘信號。

二、主變冷卻器控制電源說明

主變壓器中冷卻器的控制柜作用是提供控制電源以及冷卻裝置動力電源。冷卻器控制柜動力電源共有Ⅰ、Ⅱ兩路，一般Ⅱ路向控制回路提供電源。冷卻器控制系統(tǒng)主要有以下幾種功能：（1）在變壓器運行有三種工作狀態(tài)“自動”、“手動”“停止”，控制柜自動投入數量相符的工作冷卻器，冷卻器半月進行循環(huán)工作，當變壓器停機時可將全部冷卻器自動切除。（2）如果變壓器運行中其頂層油溫或者是負載達到設定值時，可自動投入輔助冷卻器。如果冷卻器運行中出現(xiàn)故障時，可以切除故障冷卻器，并投入備用冷卻器。（3）冷卻器通過對轉換開關選擇電源或者PLC控制雙電源切換明確冷卻器工作狀態(tài)。（4）冷卻器控制回路具備邏輯保護功能。在實際運行中冷卻器系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會發(fā)出報警信號（下圖1為冷卻器運行回路圖）。

三、主變冷卻器的控制回路故障

分析主變冷卻器控制回路出現(xiàn)的故障，尤其是導致停機事件的故障可知，在實際設計和維護主變冷卻器的控制回路時會出現(xiàn)很多問題，主要表現(xiàn)為以下幾方面。（1）檢查設計圖紙，主變冷卻器的輸出報警存在直流電源（直流110V）故障、Ⅰ路以及Ⅱ路工作電源故障、冷卻器風機、油泵運行，風冷全停，風冷全停跳閘等故障，故障信號通過DCS上傳反饋到運行人員。（2）主變冷卻器控制回路電源為雙電源（DC110V控制電源和自供AC220V電源）分別經過電源開關PW1、PW2后在通過二極管模塊D輸出直流24V供給PLC，一旦二極管模塊出現(xiàn)故障，將會使冷卻器的控制回路電源消失（見圖2）。（3）主變冷卻器受到設計的影響，即使控制回路電源一切正常，PLC在運行中有可能會出現(xiàn)死機現(xiàn)象，廠家雖然設計有PLC停運延時啟動所有冷卻器回路，但是一旦中間繼電器7KC（見圖3）和中間繼電器KT1-KT8出現(xiàn)問題（見圖1、4），也會造成變壓器冷卻器整體或部分無法啟動的故障。

四、改進主變冷卻器控制回路的措施

根據上述主變冷卻器存在控制回路故障，應該全面參考廠家設計圖紙以及電廠實際使用經驗，采取合理措施有效優(yōu)化主變冷卻器的控制回路，其措施為以下幾點：（1）當控制回路總電源發(fā)生故障后，通過DCS遠傳信號報警，可使運行人員及時發(fā)現(xiàn)問題，運行人員可通過降低機組發(fā)電負荷等措施，并且對主變油溫上升狀態(tài)加以監(jiān)視，在油溫沒有明顯上升的情況下，通知維護人員盡快檢查處理。（2）為了有效的避免PLC在運行中出現(xiàn)死機、斷電后中間繼電器7KC和中間繼電器KT1-KT8出現(xiàn)問題造成變壓器冷卻器整體或部分無法啟動的故障，電廠維護人員通過就地檢修箱新增一路交流220V應急電源，電源開關出線串入應急中間繼電器YDKA，繼電器常閉接點串接在原主回路零線，新增控制回路由二級開關QF1控制（見圖5）。

當控制電源消失后中間繼電器7KC或中間繼電器KT1-KT8出現(xiàn)問題后，短時間內暫時無法排除故障的前提下，可以由維護人員檢查新增電源回路以及冷卻器運行回路電源正常的情況下，合上開關QF，YDKA線圈得電，YDKA常閉接點與原主回路零線斷開，再合上QF1，新增回路電源為冷卻器運行控制回路使KM1——KM7線圈得電，接觸器吸合，啟動所有冷卻器，確保維護人員有時間去發(fā)現(xiàn)和消除原先控制回路的問題，保證主變壓器安全可靠運行。

結束語

電網運行中，在電力系統(tǒng)中變壓器屬于重要組成部分，為保障變壓器運行的安全性以及穩(wěn)定性，需要主變冷卻器在其中發(fā)揮作用。如果在運行中出現(xiàn)控制回路故障，導致冷卻器停機事故，將會對生產工作產生嚴重影響。因此應注重主變冷卻器的運行情況，掌握其控制回路會出現(xiàn)的故障及原因，基于此制定合理措施加以改進，保證冷卻器正常運行，以此支撐變壓器與電力系統(tǒng)安全運行。

參考文獻：

[1]陳啟萍.兩起水電廠主變壓器冷卻器故障引起機組非停的分析與改進[J].水電與抽水蓄能，2020，6（06）：117-120.

[2]魏彥勛，沈曉暉，王鑫.核電廠主變冷卻器控制回路常見故障及改進建議[J].電工技術，2021（03）：162-163+166.