山东华驰变压器股份有限公司， 山东 菏泽 274200
摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，针对某核电站辅助变压器冷却油泵切换方式仅有手动切换不满足标准规范要求及辅变失去冷却跳闸信号误触发问题，提出了一种结构简单、适用性强的强迫油循环风冷辅助变压器冷却油泵控制回路设计优化方案。优化后的核电站辅变在主油泵故障后可以自动切至备用油泵，并由2路油泵全停触发辅变跳闸，降低了变压器因冷却器失电导致的跳闸风险。
关键词：辅助变压器；冷却油泵；跳闸
引言
电力系统中变压器是电力传输过程中实现电压变换、用于远距离输电或给用户供给电能的重要设备，按照其冷却装置不同的分类原则，现在电力系统运行的变压器主要有油浸自然冷却式、油浸风冷却式及强迫油循环式等不同种类的变压器。其中，随着国内电网结构的不断变化，呈现出高电压、大容量、低能耗的特点，所以超大型变压器也因为其具有传输能力强、承受负载大、节约耗材、降低损耗以及结构简单等诸多优点，在大容量的主电网中得到广泛应用。
1缺陷分析
1.1手动切换时间紧迫
由于失去全部冷却8min跳闸的设计，为了保证该核电站辅助电源的可靠性，要求冷却回路中的1台冷却油泵故障时，必须在8min内切换到备用油泵运行，该操作的紧急性增大了操作员的压力。在实际情况下，操作员在接到辅变冷却油泵故障信号后，难以在8min内完成信号处理并就地手动启动备用油泵。
1.2冷却器控制部分
强油风冷变压器正常运行过程中，各组冷却装置是通过安装在风冷控制箱内的转换切换开关来选择冷却器的运行状态;即分为“工作”、“备用”、“辅助”和“停止”四种状态。冷却器“工作”状态散热器投、停情况是:将转换切换开关打至“工作”位置时，其辅助触点接通使交流接触器线圈带电而接通，启动冷却系统的风扇电机和潜油泵，使其投入运行;相反，将转换切换开关打至“停止”位置时，其辅助触点切断交流接触器，线圈失电，停止冷却系统的风扇电机和潜油泵，使其退出运行。冷却器“备用”状态散热器投、停情况是:将转换切换开关打至“备用”位置时，本组冷却装置将作为“工作”或者“辅助”冷却装置的备用冷却器使用。即在运行过程中，只要任一组“工作”冷却器或者“辅助”冷却器出现故障时，“备用”冷却器的交流接触器线圈将带电接通，启动本组冷却器的风扇电机和潜油泵，使其投入运行。备用冷却器的潜油泵运行后，当流过其内部的油流满足设定值，安装在潜油泵侧面的油流继电器动合触点就会闭合，同时接通信号回路，“备用”冷却器投入运行灯就会点亮，说明备用冷却器投入运行。按照变压器出厂设计及现场运行实际，正常运行情况下，其备用冷却器不运行，只有在工作冷却或者辅助冷却器故障的情况才会自动投入运行;在变压器油温较低或负荷较轻的情况下，“辅助”冷却器是不投入运行，一般变压器“辅助”冷却器是判断其上层油温达到设定定值时，通过变压器温度控制器辅助触点闭合后启动辅助冷却运行回路;或者是判断变压器的负载电流达到额定电流的75%时，使中间继电器的线圈励磁，启动辅助冷却运行回路，使辅助冷却器投入运行。
1.3跳闸信号误触发概率大
以1号辅变为例，油流指示器常闭接点175/176SD单独控制175XK继电器，如图2所示。当油泵出口无油流时，油流指示器常闭接点闭合，触发8min延时跳闸信号，误跳闸风险高，影响辅助电源的稳定性。
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2改进方案
2.1辅变冷却油泵自动切换回路设计
新增173XK，174XK2个时间继电器，通过延时实现对主油泵和备用油泵的选择；176CC更换为新型选择开关；将175SD或176SD2个油流指示器信号引入至自动切换回路中，实现一路油泵启动后对另一路油泵闭锁。辅变油流指示器可定性区分是否有油流，它位于油泵出口，当有油流通过时挡板被推开，指针便显示有油流。经现场反馈，油流指示器对有/无油流的响应时间小于1s。经初步市场调研，设计中增加的继电器和转换开关均有应用广泛且稳定的设备。现常用的时间继电器均为电子式时间继电器，功耗小于6W，对电源影响很小。(1)当手动启动175PO时，只有1—2接点接通，175JA动作线圈励磁，根据图1的动力回路，175PO启动并产生油流。当175PO故障时，需手动启动176PO。(2)当手动启动176PO时，只有7—8接点接通，176JA动作线圈励磁，176PO启动并产生油流。当176PO故障时，需手动启动175PO。(3)当175PO做主油泵，176PO做备用泵时，3—4和11—12接点同时接通。初次投运时，油流指示器常闭接点175/176SD在闭合位置，时间继电器173/174XK在断开位置。因3—4接点接通，175JA动作线圈励磁，175PO启动并产生油流，从而常闭接点175SD断开，闭锁176PO控制回路。当主油泵175PO故障时，油流停止，常闭接点175SD接通，继电器174XK自动励磁，其常开接点经短暂延时后自动闭合，使176JA动作线圈励磁，自动启动备用油泵176PO。在176PO启动成功后，重新产生油流，油流指示器常闭接点176SD断开，闭锁175PO控制回路。主油泵175PO恢复正常后，在备用油泵176PO发生故障停止运行时，可自动切换回主油泵175PO运行，与故障前状态一致。
2.2在冷却器电源小母线上加装分段刀闸
强迫油循环变压器冷却装置在运行时，实现工作电源工、II段自动切换功能的交流接触器和控制回路中的空气开关常时间运行就会出现故障损坏。因为在变压器运行中就必须确保其冷却系统正常运行，冷却系统的交流母线也就长期运行，如果发生交流接触器、空气开关损坏，就只能带电更换。另外，由于风冷系统控制箱内部空间很小，在更换元器件时很容易发生380V电源相间短路情况，造成变压器风冷系统两段电源故障。针对上述情况，将主变压器风冷控制箱中一段电源母线改成分段运行，即在原工段电源母线上加装分段隔离开关DK，这样就能彻底避免更换交流接触器、空开等故障元器件时造成主变风冷双电源故障的情况。在正常运行时，将隔离开关DK闭合;当主变风冷控制回路中某一交流接触器或某一空开故障需要更换时，则先断开故障元器件段电源，再断开母线隔离开关DK，这样既保证了主变风冷系统供电的连续性，又使故障的元器件与工作电源有效隔离，即可以在停电的情况下进行更换故障元器件。
2.3运行维修中需注意的问题
辅变正常运行时，就地将176PO做主油泵、175PO做备用泵状态切换到175PO做主油泵、176PO做备用泵状态(或反向切换)时，会发生小于1s的油流停止情况，瞬发油流故障信号，将在该核电站LGR辅变保护屏柜(112AR)发出油流量故障1信号报警。此信号自保持，需手动复归，实际上不影响辅助变压器和油泵切换回路正常运行。经复归后，如果信号仍未消失，需要就地查看冷却油泵情况。
结语
结合理论和现场实际进行了分析，确定了该核电站辅变冷却油泵存在的缺陷，通过对一种结构简单、适用性强的强迫油循环风冷变压器冷却油泵自动控制回路设计方案和对辅变失去冷却跳闸回路的优化设计的应用，使该核电站辅助变压器主油泵故障后实现自动切至备用油泵功能，减轻了运行人员的操作压力；同时由2路油泵全停触发跳闸，降低了跳闸信号误触发导致辅变最终跳闸的概率，使跳闸逻辑更为合理，提高了核电厂运行的可靠性。
参考文献
[1]杨威．变压器冷却系统改造[J]．电力安全技术，2006，8(2)：39-40．
[2]陈济东．大亚湾核电站系统及运行[M]．北京：中国原子能出版社，1995：1075．
[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．中国国家标准化管理委员会．油浸式电力变压器技术参数和要求：GB/T6451—2015[S]．北京：中国标准出版社，2015．
论文作者:程元帅
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/29
标签：油泵论文; 冷却器论文; 变压器论文; 回路论文; 故障论文; 接点论文; 接触器论文; 《科学与技术》2019年第10期论文;