摘要：1000千伏特高压变压器主体变冷却系统采用强迫油循环风冷控制方式，冷却系统是保证变压器安全稳定运行的重要保障，本文根据现场实际运行经验，对鄂尔多斯站风冷控制回路进行分析，并结合现场实践进行改进。
关键词：变压器；风冷控制回路；PLC控制器
1 引言
1000千伏特高压变压器作为特高压交流电网中重要的电气设备，在实现500千伏与1000千伏相互转换过程中发挥着核心作用，风冷控制系统是保障变压器稳定运行的关键部分。特高压变压器分为主体变及调压补偿变，主体变冷却方式采用强迫油循环风冷（OFAF），调压补偿变冷却方式采用自然油循环冷却器（ONAN）。
目前1000千伏特高压鄂尔多斯站变压器风冷控制系统采用机械触点逻辑回路控制冷却器的投切，该控制回路需要大量的继电器并且接线复杂，根据现场运维经验，发现鄂尔多斯站风冷控制系统需进行改进：一是风冷控制回路功能不够智能化，致使运维人员工作量大；二是风冷控制回路功能不够完善，严重时将会对变压器的寿命产生影响。
以现场风冷控制回路为基础，引入PLC控制器来实现复杂的控制功能，使得特高压变压器风冷控制回路简单化、智能化、模块化。提升现场运检人员的工作效率，提高变压器冷却系统的可靠性。
2 鄂尔多斯站主变压器风冷控制回路分析
2.1 主变压器风冷控制回路原理
1000千伏特高压鄂尔多斯站主变压器主体变共有8组冷却器，冷却器可以通过转换开关SCN切换为工作、辅助、备用、停用四种状态，如图2-1。
（1）冷却器”工作”位置：冷却器转换开关SCN应打至”工作”，辅助接点11-12、5-6闭合，此时该冷却器投入运行（三侧开关满足要求），同时启动该冷却器异常监视回路，当该冷却器异常时，通过继电器K4励磁，启动备用冷却器投入运行。
（2）冷却器”辅助”位置：冷却器转换开关SCN应打至”辅助”，辅助接点15-16、1-2闭合，当变压器油温、绕温或负荷电流达到设定值时，通过继电器K3励磁，将该冷却器投入运行，同时启动该冷却器异常监视回路，当该冷却器异常时，通过继电器K4励磁，启动备用冷却器投入运行。
（3）冷却器”备用”位置：冷却器转换开关SCN应打至”备用”，辅助接点9-10、7-8闭合，当”工作”或”辅助”冷却器异常时，该冷却器将投入运行，同时启动该冷却器异常监视回路，当该冷却器异常时，报备用冷却器故障信号。
鄂尔多斯站主变压器冷却器为避免同时多组投入运行，造成油流涌动，瓦斯继电器重瓦斯动作，因此每组冷却器投入均采用时间继电器KFTN进行延时控制，每组冷却器整定值分别增加30s，即第一组0s，第二组30s……第8组210s。
图2-1 鄂尔多斯站冷却器控制回路
2.2 主变风冷控制回路存在的问题
鄂尔多斯站主变压器风冷控制回路主要通过继电器实现冷却器控制功能，存在继电器多，接线复杂，致使现场部分控制功能不完善，为现场运维工作带来巨大压力。存在的主要问题如下：
（1）特高压鄂尔多斯站主变风冷控制回路中，接入主变三侧开关位置接点，当主变三侧开关分位时，主变风冷控制回路中继电器K线圈励磁，直接切断冷却器电源，从而使冷却器全部退出运行。该方式存在一定的隐患，主变运行过程中通过潜油泵使得变压器内部油进行循环，然后将绕组、铁芯内部的热量带出，当变压器退出运行时，变压器冷却器不应立即退出运行，应继续运行30分钟，防止冷却器全停绕组内部热量无法及时散出，损坏绕组绝缘，缩短变压器使用寿命。
图2-2 鄂尔多斯站冷却器电源示意图
（2）特高压鄂尔多斯站共有主变压器6台，主变压器每组冷却器的投入均根据时间继电器KFTN整定时间投入运行，因此在主变冷却器轮换试验中，需将每组冷却器进行测试，测试其功能正常，在完成冷却器轮换工作。该过程1台主变冷却器轮换试验时间继电器固有时间14分钟，检查冷却器时间大约需要11分钟，可见1台主变冷却器轮换试验时间需25分钟，造成变压器轮换试验工作时间长，严重影响运维人员工作效率。
3 鄂尔多斯站风冷控制回路改进措施
鄂尔多斯站变压器在不应影响变压器冷却器安全稳定运行的基础上，根据所需要的功能，可通过增加时间继电器或PLC控制器进行改造。由于变压器冷却系统已经成型，完全使用PLC控制器代替继电器的方案无法在现场进行实施，因此仅使用PLC控制器完成复杂的控制功能。
（1）针对主变三侧开关分位冷却器全停问题整改方案：如图3-1，在不改变风冷控制主回路的情况下，在冷却器投入控制回路中加入时间继电器KT，整定时间为30min，实现主变压器停用后，冷却器仍可运行30min，使得变压器绕组热量完全散出。
图3-1 鄂尔多斯站冷却器电源改造示意图
（2）针对变压器冷却器轮换试验时间长问题整改方案：如图3-2，在冷却器控制回路中采用三菱PLC FX3U-80MR/ES-A型控制器，该PLC控制器电源为AC220V，输出端子可外接电源AC220V。将每组冷却器KFTN常开辅助接点接入PLC控制器输入节点中，使用PLC控制器输出节点分别启动各组冷却器投入运行。通过PLC内部编程，实现多组冷却器同时投入运行时，各组冷却器间隔30s，缩短冷却器固有时间。
图3-2 鄂尔多斯站冷却器控制回路改造示意图
4 结论
1000千伏特高压鄂尔多斯站变压器风冷控制回路改造，通过增加时间时间继电器的延时功能，避免冷却器全停而造成变压器绕组热量无法及时散出，从而使绕组绝缘老化，有效延长变压器的使用寿命；利用了PLC控制器实现复杂的控制功能，使得冷却器控制回路的功能更加完善，实现智能化控制，有效的提高运检人员的工作效率，更好的完成变压器冷却系统的维护工作，确保变压器安全稳定运行。
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作者简介：
冯凯（1990.8-），男（汉族），内蒙古包头市，单位：国网蒙东电力有限公司检修分公司，职称：助理工程师；研究方向：电力系统。
论文作者:冯凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：冷却器论文; 变压器论文; 回路论文; 鄂尔多斯论文; 控制器论文; 绕组论文; 功能论文; 《电力设备》2018年第34期论文;