摘要：变压器作为变电站中最主要的一次设备，承担着电压变换，传输电能的重要职责，如果变压器在运行中发生故障，一般都会造成比较严重的后果。夏季气温较高，变压器负荷严重增加，就会使得运行中的变压器上层油温升高，如果长时间运行就会造成变压器油绝缘降低，介质损耗因数增大。这时，就需要变压器的风冷系统发挥作用，根据温度和负荷情况，自动投切变压器冷却器，为变压器进行降温处理。但是在现场运行中，经常出现变压器风机冷却系统出现故障，严重着威胁的主变的安全稳定运行。
关键词：变压器；冷却系统；风机；油温
0 引言
电力变压器油温在第十三届国际大电网会议就已被列为变压器重点问题之一来研究。如果变压器温度过高,不仅影响变压器的寿命,而且还可能带来事故。了解油温异常产生的原因和诊断是有必要的。然而变压器的风冷系统在长期运行中由于摩擦、震动以及不同环境条件的影响，难免发生故障。这些故障如果发现不及时，处理不到位都会影响到变压器的散热效率、负荷率及使用寿命。本文就实践中所遇到的变压器风冷系统典型故障及消除这些故障的常用处理方法进行总结分析。
1 变压器风控系统起动方式
1.1按负荷电流起动
当变压器投入运行前，将所有自动开关(QF1-QF2，S1-SN)合上，转换开关SA放在自动位置。
当变压器负荷电流达到规定值时，FA1电流继电器动作，接通时间继电器KT1线圈，经一段延时后，KT1常开接点闭合，接通K1线圈，其常开接点闭合，这时主交流接触器KMM1线圈带电，其主触头闭合，接通母线电流，S1-SN电动机保护开关带电，风扇电机自动投入运行；辅助同时接通，工作信号灯发出运行信号。
当负荷电流下降到规定值时，电流继电器FA1接点打开，中间继电器K1断电，其接点动作打开主接触器KMM1的线圈电源，风扇电机自动退出运行。
1.2按变压器顶层油温起动
当变压器顶层油温达到规定值下限时，信号温度计BT1下限(1)-(2)触点闭合，由于K1的常开触点打开，电机不能投入运行。如果顶层油温继续上升到规定值上限时，信号温度计BT1上限接点(3)-(4)闭合，使中间继电器K1线圈带电，风扇电机投入运行。经一段时间后顶层油温逐步下降到信号温度计BT1上限，RT1接点(3)-(4)打开，这时由于加设了中间继电器KI常开接点，中间继电器K1不断电，风扇电机继续运行。当顶层油温继续下降到信号温度计BT1下限时，BT1接点(1)-(2)打开，中间继电器校工断电，风扇电机退出运行。为避免在温度上下波动时，引起风扇电机频繁起动，故加设了中间继电器K1常开接点(因为信号温度计的下限整定值比上限整定值低约5℃-1O℃)。
当值班人员需手动起动风扇电机时，只需将SA的手柄放在手动位置即可。风扇电机投入运行中，如果发生单相运行或过载、短路故障时，相应的电机保护开关分断，旋转手柄处于脱扣位置，并经由配装的报警辅助触头向主控室值班人员发出信号。
1.3保护部分
（1） QF1、S1-SN均配装报警辅助触头，建立故障报警功能。各报警辅助触头采取并联方式，向主控室值班人员提供远传信号。
（2）电源故障、风扇电机故障均有保护功能，并提供报警信号。检修人员打开控制柜，通过电气元件提供的故障机械指示，可迅速做出相关处理。
（3）加热回路:当控制箱内温度过低或过高时可自动投入或退出加热回路。
1.4信号部分
（1）本地电源信号: 本地电源信号由QF1的常开触点发出，绿色信号灯HLGN作为电源指示。
（2）本地断相信号:本地断相信号由KMM2常开触点发出，红色信号灯HLRD1指示且由KMM2常开触点远传至主控室。
注:当主接触器KMM1出现断相故障时，接于相应相的断相继电器KX1、KX3失电，断相继电器KX3常闭触点将KMM2投入，KMM2常开触点带电，信号灯HLRD1亮，表明主接触器KMM1断相故障。
（3）本地全停信号:信号灯HLRD2亮，表明本地全停，由主接触器KMM1常闭触点发出。
（4）发主控室(电源故障)信号:当变压器顶层油温高于预定的风扇投入温度，而KMM1因上级无电源或其它故障未能投入，由KMM1常闭触点远传至主控室。
（5）风机故障信号:S1-SN风机断路器辅助触点并联，当任何一个风机故障将会引起相应断路器掉闸，且由其辅助触点发出风机故障信号。
1.5安装使用说明
控制箱投入运行前，应先检查一下箱内电器元件及端子连线是否有损坏及松动现象，若有要及时更换或修理。然后按照制造厂的原理图和接线图，将控制箱与外部有关的连线连接好。将转换开关SA放于手动位置，试验各个散热器风扇是否正常，试验完后，将SA手柄放在自动位置，风扇电机就可投入运行。箱内装有供检修使用的照明灯，可以开门灯亮，关门息灯。控制箱应根据运行情况，定期进行检修。
2 变压器风冷系统典型故障及处理方法
2.1 变压器风机不能启动，且没有任何声响。
原因分析及处理方法：
(1). 电源开关烧坏，致使机构箱无三相电源。处理方法：检查并更换烧掉的电源开关。
(2).热继电器动作或烧坏。处理方法：检查并复归热继电器，如果热继电器已烧坏，更换处理。
(3).交流接触器有两相或三相接触不良，造成单相启动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆处理方法：查找接触不良处，进行相应修复。
(4).两相或三相保险烧断。处理方法：更换保险。
(5).电机绕组烧毁。处理方法：检查电机绕组，重新绕制绕组或更换电机处理。
2.2 变压器风机不能启动，但伴有“嗡嗡”声响。
原因分析及处理方法：
(1).电源回路有一相断线或接触不良。处理方法：查找电源一相的断点或接触不良处并进行修复处理。
(2).电机定子引线有一相断电。处理方法：用万用表检查引线的断点，并进行修复或更换。
(3).电机装配太紧，转子被卡住。处理方法：拆除电机，重新装配，使转子能灵活转动，消除机械故障。
(4).电机轴承油脂干涩变硬或轴承内积污严重，轴承被卡死。处理方法：拆开电机轴承进行清洗并更换合格的润滑油，或更换轴承。
2.3 合上变压器风机电源空气开关，空气开关随即跳开。
原因分析及处理方法：
(1).电机引出线和接线盒接头的绝缘破损。处理方法：打开接线盒，重新包扎引出线绝缘。
(2).电机定、转子严重受潮。处理方法：打开电机进行烘干处理。
(3).电机线圈短路、接地，绝缘损坏。处理方法：检查短路原因，更换新绝缘或线圈。
(4).电机绕组端部太长，触碰端盖引起短路。处理方法：拆开电机，在绕组前加绝缘垫或重新绕制绕组。
3 变压器风机运行伴有异常声响故障处理
(1).电机风叶碰风罩，或风道堵塞。处理方法：检修风叶与风罩，使其配合良好，清理通风道。
(2).电机风叶螺丝松动，造成风叶与电机端盖碰撞。处理方法：拧紧松动的螺丝。
(3).电机风叶变形或损坏。处理方法：拆下电机风叶，进行校正或更换处理。
(4).电机底脚固定螺丝松动。处理方法：拧紧松动的螺丝。
(5).电机转子偏心严重，轴弯曲。处理方法：校直轴，校正转子动平衡。
(6).电机轴承内缺少润滑油或钢珠损坏。处理方法：添加润滑油或更换轴承。
(7).电子的定、转子之间存在摩擦。处理方法：打开机壳，检查硅钢片是否有突出，将突出部分搓平，或检查轴承，如有破损则进行更换处理。
(8).电机定子绕组发生短路故障，此时电机会发出时高时低的“嗡嗡”声。处理方法：拆开电机检查其定子绕组短路点并进行修理。
(9).电机缺相运行。处理方法：检查回路，修复绕组的断线和接触不良等情况。
以上部分，虽然总结了变压器风冷系统的典型故障及处理措施，但实际工作中，变压器风冷系统的故障产生原因并不是单一的，往往一个故障的产生伴随着多种原因，这就需要我们在维护过程中仔细观察，检修过程中认真分析，检修过后不断总结，这样才能提早发现隐患，及时彻底消除缺陷，保证风冷系统的正常运行。
4 冷却系统故障点定位原则
当集控室或者是后台发现变压器风冷系统故障信号时，首先要大致判断故障点位置。根据发生位置的不同，风冷系统故障一般可分为控制箱内元件或回路异常故障和控制箱外元件、回路故障，且二者之间存在一定的关联性及连锁反应。在现场，常用方法简称为“分段法”，即以控制机构箱为界，逐段判断，不断缩小故障点范围。
其一，判断控制箱内电源是否故障，合上主电源开关，用万用表测量控制箱内主电源，观察有无断相，压值不足等现象，若有，则采取适当措施恢复电源电压，若无则继续查找控制箱内元件或者是二次回路是否存在异常，如断线，错接，短路，中间继电器烧坏等。
其二，断开控制箱端子排上风机三相电源接线，合上主电源开关，用万用表测量控制箱端子排上风机三相电源是否正常，若正常则基本可判定，故障类型为机构箱外元件故障。
其三，可用500V或1000V绝缘电阻表测量风机定子线圈绝缘电阻值，正常时，其测量值应大于1兆欧；或用万用表测量定子线圈的直流电阻，三相互查应不超过2%，不不满足上述问题时候，则可以判断是风机的问题，此时风机的线圈绕组烧断或者短路，另外可以试一试风机的转轴是否转动灵活，如果出现卡涩严重的情况，可以判断轴承已损坏。
5 结论
本文针对变电压器常见的冷却系统风控故障作全面的概述，可以大大缩短的检修时间，提高了检修效率，可以快速的定位与解除故障，对实践工作中有重大的指导意义。
参考文献：
[1] 吴丹.变压器继电保护中励磁涌流识别方法的研究[D].湖南：湖南大学，2007.
[2] 王松，王翔，曹阳，袁旭峰. 计及磁动态特性的变压器励磁涌流机理分析[J]. 电力系统保护与控制，2008.8.1，36（15）:27-32.
[3] 刘建利.变压器涌流问题及识别方法研究[D]. 江苏：江苏大学电力系统及其自动化，2010.6.
[4] 马静. 变压器主保护新原理和新算法的研究[D]. 北京：华北电力大学电力系统及其自动化，2008.
论文作者:李如锋,于璐
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：变压器论文; 电机论文; 故障论文; 方法论文; 常开论文; 风机论文; 绕组论文; 《电力设备》2017年第9期论文;