于建鹏 朱保华 康秀娟 杨宏
（国网宁夏电力公司检修公司 宁夏银川 750011）
摘要：强迫油循环风冷式变压器的温升直接影响变压器的使用寿命和供电可靠性，为此在变压器风冷控制回路中增加了冷却器全停保护，由于设计及厂家的不一致,风冷全停跳闸回路不同，导致了实际应用中风冷全停跳闸可靠性不同，甚至会导致引起变压器的不必要跳闸，本文在对常见风冷全停跳闸事故及回路分析的基础上，制定了改善风冷全停回路的应对策略，规范了其动作原理，确保了风冷全听的动作可靠性，确保变压器的安全可靠运行。
关键字：强油循环变压器 冷却器 全停保护 对比分析
引言
2008年，某供电局330kV变压器由于冷却器全停保护动作，主变跳闸，损失负荷20万左右；2013年，某检修公司330kV变压器由于线路近区故障，电压急剧下降，致使站用380V电失压，冷却器全停保护动作，主变跳闸；冷却器全停造成主变跳闸现象屡见不鲜，损失可谓严重。事故调查报告分析，原因均为站用系统电压突然降低时，站用电低压断路器脱扣器动作，使站用380V失压消失，冷却器全停保护采用风冷电源Ⅰ、Ⅱ电压监视继电器常闭接点串接启动，造成风冷全停动作跳闸。
随着电力系统的发展，尤其是为了应对变电所无人值守及智能电网的要求，对变压器风冷控制系统的可靠性、可操作性及智能性上有了更高的要求，因此针对常见的风冷全停跳闸回路，从技术和管理策略上进行改进具有很大意义。
1、冷却器全停保护的作用
强迫油循环风冷变压器由于自身构造缘故，变压器热量不能通过自身散热，需要借助油流导向循环将变压器热量带入冷却器散热。变压器绕组温度在80-140℃范围内，温度每升高6℃，其绝缘老化速度将增加一倍，即温度每升高6℃，其绝缘寿命就降低1/2。故而规程规定强迫油循环风冷变压器上层油温不得超过95℃，绕组温度不得超过105℃。冷却器是强迫油循环风冷式变压器的散热通道，当强迫油循环风冷变压器的上层油温与下层油温产生温差时，形成油温对流，经潜油泵将油打入冷却器，通过风扇将热量散入空气，冷却后流回油箱，从而起到降低变压器运行温度的作用，防止变压器长期处于高温状态，造成绝缘老化，影响变压器的带载力和寿命。
当冷却器全停时，变压器温度将迅速上升，并且与主变负载率密切相关，负荷越重，温升越大。此时，变压器绝缘随着温升的增大，迅速老化，若不能及时将变压器退出运行，将会造成变压器严重损坏。DL/T572-1995?电力变压器运行规程?中明确规定：“强迫油循环风冷和强迫油循环水冷变压器，当冷却器系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载运行20分钟。如果20分钟后顶层油温高未达到75℃，则允许上升到75℃，但在这种状况下运行的最长时间不得超过1h。”为此，在变压器风冷控制回路中增加了冷却器全停保护，从而确保变压器绝缘不受到严重损坏，延长其使用寿命，提高供电可靠性。
2、变压器冷却器全停保护的动作对比分析
如图1所示常见变电站电磁式风冷系统主电源控制原理图，SS为电源切换把手，有Ⅰ工作、Ⅱ工作、和停用三种位置，ST为“试验”与“工作”切换把手。整个冷却系统采用两路独立380V电源供电，电压监视继电器ST1、ST2监测两路交流电源。
图2 电源监视全停跳闸启动回路图
2.1.1优点：利用进线电源I、II接触器的两对常闭接点启动跳闸时间继电器KT1、KT2，回路中串接继电器少，误动作几率小，结构简单，出现故障后容易排查。
2.1.2缺点：当冷却器工作电源I、II的进线接触器长期运行老化、风沙腐蚀等原因，可能会造成冷却器运行过程中，保护的误动或拒动
2.2冷却器运行监视跳闸回路
此种跳闸回路，只监视冷却器运行状态，各组冷却器接触器接点串接，当所有冷却器停止工作，接触器失电时，KM1、KM2、KM3、KM4触电闭合，启动风冷全停跳闸回路，如图3所示：
图4 电压监视跳闸启动回路图
2.3.1优点：更为直接的监视交流进线电源，电压过低、过高时电压监视继电器均动作，最大限度的保护了冷却器，启动回路简单、可靠，出现故障容易排查。
2.3.2缺点：电源监视继电器ST1、ST2定值整定误差大，且其动作值与返回值不一，在进线电源电压压一旦突然同时降低或升高或缺相动作后，跳闸启动回路开放，不易返回。此会烧毁，但增加了主变压器风冷全停的风险。
2.4电源进线和冷却器运行监视跳闸回路
如图5所示电源进线盒冷却器运行监视跳闸回路，此种回路采用交流进线电源接触器辅助接点和各组冷却器接触接点并联方式。当两路交流进线电源接触器全部失电或全部冷却器接触器失电时，风冷全停跳闸回路均接通。
图5 电源进线和冷却器运行监视跳闸启动回路
2.4.1优点：采用了进线电源接触器常闭接点串接与各组冷却器接触器接点串接并接的方式启动跳闸回路，不但动作可靠，而且误动作几率极小。
2.4.2缺点：回路串接元件多，回路异常处理复杂，增加了主变压器风冷全停的风险。
3、变压器风冷回路改进策略
在基于以上分析上我们可以看出，由于系统问题导致电压降低时，站用电低压侧断路器脱口跳闸，或者是取电压监视作为风冷全停跳闸信号时，将会导致风冷全停；运行中接触器老化，当取接触器作为风冷全停回路时，会导致风冷全停，因此，必须采取改进措施来提高风冷全停回路的可靠性。
3.1拆除站用变低压断路器脱扣装置
由于站用变低压断路器在系统短路故障造成电压急剧下降达到其动作值时，将导致站用变低压侧断路器脱扣跳闸，而且在系统电压恢复后又不能自动恢复，使得电压系统失压造成变压器风冷全停跳闸事件，因此建议将站用电低压断路器脱扣装置拆除，确保低压系统不会由于一次系统短路及其他故障时造成失压脱扣，确保主变风冷系统运行正常。
3.2合理调整电源监视继电器动作值，降低冷却器全停概率
对于采取电压监视继电器作为风冷全停跳闸节点的回路来说，电压监视继电器电压设定不正确，将导致风冷全停，对电源监视继电器进行逐个检验，合理设定继电器动作范围，对于不合格的、型号不合适的、动作值范围固定且整定范围太小无法整定的进行更换。另外巡视检查时对接触器、进行电源空开等元件检查有无发热、接线松动等情况，确保风冷全停不会由于继电器、接触器、空开等元件造成误动。
3.3增加第三路风冷电源
将ATS应用于风冷却系统，利用ATS进行第三路风冷交流电源的自动切换控制，其余部分同于常规电磁继电器类型风冷却系统。从外接站用电低压进线侧接取一路电源，使其中两组冷却器能够实现主供电源与外接电源切换供电，采用ATS切换。ATS由开关本体和控制器两部分组成，当被监测的主电源发生故障时，控制器发出动作指令，ATS经过一定时间延时后，主触头“先断后合”，转至备用电源。增加第三路风冷电源后，将经过ATS引出电源单独供其中一组风机。
引入第三路风冷电源，将极大提高冷却器电源可靠性，在第一路、第二路风冷电源全部失电时，第三路风冷电源可以单独供给其中一组冷却器，避免了了风冷全停，实现了一组风机运转，为风冷电源故障消除正确时间。
3.4风冷全停跳闸回路选择
在基于第三路风冷电源加入的条件下，如图3所示，选取冷却器回路作为风冷全停跳闸的启动回路，这样即便第一、二路风冷电源故障情况下，只要第三路风冷电源正常，有一组冷却器正常运转，即可以避免风冷全停，避免变压器的不必要跳闸。
4、结论：
通过以上对冷却器全停保护启动回路分析，由于系统问题导致电压降低时，运行中接触器老化，会导致风冷全停，拆除站用变低压侧断路器的脱扣装置，将消除由于电压波动导致的风冷电压消失，同时将ATS应用到风冷全停跳闸回路中，增加变压器风冷第三路电源，将降低由于风冷电压消失，带来的风冷全停的危险性，增加风冷的可靠性。 在冷却器全停全停跳闸回路的选取上，选取冷却器回路作为风冷全停跳闸的启动回路，这样即便第一、二路风冷电源故障情况下，只要第三路风冷电源正常，有一组冷却器正常运转，即可以避免风冷全停，避免变压器的不必要跳闸。
参考文献
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作者简介
于建鹏，1977年10月出生，男，大学本科学历，技师，现为国网宁夏电力公司检修公司变电运维中心专责，长期从事变电运维工作。
朱保华，1984年08月出生，男，硕士研究生学历，工程师，从事变电运维工作。
康秀娟，1980年09月出生，女，大学本科学历，工程师，从事变电运维工作。
杨宏，1987年09月出生，男，硕士研究生学历，工程师，从事变电运维工作。
论文作者:于建鹏,朱保华,康秀娟,杨宏
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/15
标签：冷却器论文; 回路论文; 变压器论文; 电源论文; 接触器论文; 电压论文; 继电器论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;