安 勇，劉雪寒，趙劍鋒

(廣元電業(yè)局，四川 廣元 628000)

昭化變電站是廣元地區(qū)首座500 kV變電站，該站一期工程于2010年12月投運(yùn)，共有2臺(tái)分相式強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，容量共計(jì)1 500 MVA。在一期工程的設(shè)備全部安裝竣工后，由運(yùn)行和檢修人員進(jìn)行全面的設(shè)備驗(yàn)收。當(dāng)驗(yàn)收變壓器風(fēng)冷系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)1號(hào)變壓器C相本體只能同時(shí)運(yùn)行2臺(tái)冷卻器，而第3臺(tái)冷卻器啟動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致油泵熱繼電器動(dòng)作跳閘。根據(jù)故障現(xiàn)象，對(duì)風(fēng)冷控制回路進(jìn)行多方檢查，均未找出故障原因；后經(jīng)綜合分析，判斷并證實(shí)故障原因出自油路系統(tǒng)。

1 故障經(jīng)過(guò)

1號(hào)變壓器每一相本體均有3臺(tái)冷卻器，每臺(tái)冷卻器由1只油泵(MB1)和3只風(fēng)扇(MF11～13)組成。油泵和風(fēng)扇電機(jī)均設(shè)有過(guò)負(fù)荷、短路及斷相運(yùn)行保護(hù)功能。每臺(tái)冷卻器可通過(guò)切換開關(guān)(SC1)在“運(yùn)行”、“輔助”、“備用”、“停止”狀態(tài)間切換。冷卻器的“輔助”狀態(tài)是當(dāng)變壓器頂層油溫和負(fù)荷電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)尚未投入運(yùn)行的輔助冷卻器。而“備用”狀態(tài)則是當(dāng)運(yùn)行中的冷卻器發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)備用冷卻器。

運(yùn)行人員和檢修人員按設(shè)備驗(yàn)收卡分別對(duì)1號(hào)變壓器A相、B相的3臺(tái)冷卻器進(jìn)行啟動(dòng)、停止、輔助以及備用狀態(tài)的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明A相、B相的3臺(tái)冷卻器均能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的邏輯功能。

接著，對(duì)1號(hào)變壓器C相的3臺(tái)冷卻器進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)收。將1號(hào)變壓器C相的1，2號(hào)冷卻器的切換開關(guān)依次切至“工作”時(shí)，冷卻器均運(yùn)行正常。將3號(hào)冷卻器的切換開關(guān)切至“工作”時(shí)，3號(hào)冷卻器風(fēng)扇能啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，但其油泵在啟動(dòng) 1～2 s后熱繼電器(KH11)動(dòng)作，使油泵電源接觸器(KM1)脫扣失電，并通過(guò)中間繼電器(K21)常閉接點(diǎn)發(fā)出“工作冷卻器故障”的信號(hào)。復(fù)歸熱繼電器后，用鉗形電流表卡在3號(hào)冷卻器油泵的A相電源進(jìn)線上，重新投入3號(hào)冷卻器，鉗形電流表顯示電流為12 A，超過(guò)熱繼電器4.5 A的整定值，熱繼電器再次動(dòng)作。

由于是設(shè)備安裝后的竣工驗(yàn)收，初步判斷是油泵電機(jī)回路發(fā)生短路或電機(jī)轉(zhuǎn)子卡塞而導(dǎo)致電流較大。將1，2號(hào)冷卻器停止運(yùn)行，用兆歐表測(cè)量3號(hào)冷卻器油泵電機(jī)回路的相間及對(duì)地絕緣，均達(dá)到10 MΩ以上，符合運(yùn)行規(guī)定。排除了油泵電機(jī)回路有短路情況后，再次投入3號(hào)冷卻器，準(zhǔn)備試聽油泵電機(jī)的聲音，但油泵和風(fēng)扇均正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也排除了電機(jī)有卡塞的情況。

驗(yàn)收人員重新對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收。依次啟動(dòng)1，2號(hào)冷卻器后，再啟動(dòng)3號(hào)冷卻器，故障依然存在。單獨(dú)啟動(dòng)3號(hào)冷卻器時(shí)，3號(hào)冷卻器又能正常運(yùn)行。經(jīng)分析，認(rèn)為3臺(tái)冷卻器不能同時(shí)啟動(dòng)，于是啟動(dòng)2，3號(hào)冷卻器，運(yùn)行正常；再啟動(dòng)1號(hào)冷卻器時(shí)，出現(xiàn)了同樣的故障現(xiàn)象。驗(yàn)收人員又嘗試在啟動(dòng)1，3號(hào)冷卻器后啟動(dòng)2號(hào)冷卻器，2號(hào)冷卻器出現(xiàn)同樣的故障現(xiàn)象。試驗(yàn)證實(shí)3臺(tái)冷卻器不能同時(shí)啟動(dòng)。

雖然新安裝的設(shè)備可能會(huì)存在風(fēng)冷控制回路接線錯(cuò)誤，但不應(yīng)該發(fā)生此種故障現(xiàn)象。驗(yàn)收人員立即對(duì)整個(gè)風(fēng)冷控制回路的二次接線進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)有明顯的錯(cuò)誤。經(jīng)過(guò)對(duì)風(fēng)冷控制回路的深入分析，認(rèn)為冷卻器進(jìn)出油閥門可能處于半開位置，當(dāng)3臺(tái)冷卻器一起運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每臺(tái)冷卻器油泵獲得的油量較少，使油流繼電器(KO1)不能動(dòng)作，發(fā)出“工作冷卻器故障”的信號(hào)。驗(yàn)收人員當(dāng)即對(duì)冷卻器的各閥門進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)冷卻器頂部與變壓器本體聯(lián)接的2只蝶閥全部處于關(guān)閉位置。在打開這2只蝶閥后，再次投入3臺(tái)冷卻器，均運(yùn)轉(zhuǎn)良好。

2 原因分析

1號(hào)變壓器使用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式冷卻器，型號(hào)為YFZL，由3臺(tái)冷卻器構(gòu)成1組后與變壓器本體頂部和底部各通過(guò)2只蝶閥聯(lián)接，每臺(tái)冷卻器未直接與本體相聯(lián)接的閥門與油路管道相連，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

正常情況下，冷卻器組頂部和底部與變壓器本體聯(lián)接的4只蝶閥全部打開時(shí)，可同時(shí)啟動(dòng)3臺(tái)冷卻器，其油流走向如圖1所示。變壓器本體頂部的熱油經(jīng)過(guò)冷卻器降溫后，再注入變壓器本體底部，從而將變壓器繞組內(nèi)部的熱量帶出來(lái)，起到散熱的作用。

圖1 正常情況下啟動(dòng)3臺(tái)冷卻器油流示意

在此次故障中，頂部的2只蝶閥全部關(guān)閉，若同時(shí)啟動(dòng)2臺(tái)冷卻器，其油流走向?qū)⑷鐖D2所示，即2臺(tái)冷卻器的油流全部經(jīng)第3臺(tái)冷卻器的反向油路形成循環(huán)通道。若此時(shí)再啟動(dòng)第3臺(tái)冷卻器，因其油路中已有極大的反向油流，故該冷卻器油泵電機(jī)要克服極大的力矩，必然會(huì)造成油泵電機(jī)過(guò)負(fù)荷，熱繼電器動(dòng)作，導(dǎo)致油泵電機(jī)接觸器失電脫扣。

3 暴露問(wèn)題

(1)驗(yàn)收人員對(duì)強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器的冷卻器工作原理認(rèn)識(shí)不夠，忽略了冷卻器既有電路又有油路的特點(diǎn)，故障發(fā)生時(shí)，片面地從電路方面查找原因，延誤了故障處理時(shí)間。

圖2 關(guān)閉2只蝶閥情況下啟動(dòng)2臺(tái)冷卻器油流示意

(2)設(shè)備檢查不到位，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻器頂部的2只蝶閥已全部關(guān)閉。若此次驗(yàn)收未發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題，設(shè)備投運(yùn)時(shí)，強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器在50 %負(fù)荷下只需啟動(dòng)1～2臺(tái)冷卻器，冷卻器能正常運(yùn)轉(zhuǎn);但此時(shí)油流只在冷卻器內(nèi)部循環(huán)，不會(huì)進(jìn)入變壓器本體內(nèi)部循環(huán)。而強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器本身的散熱面很小，若沒有油流循環(huán)，將使內(nèi)部與頂層變壓器油存在很大的溫差，即使內(nèi)部溫度很高，頂層油溫也不會(huì)太高，相當(dāng)于冷卻器全停，但卻不會(huì)有冷卻器全停的任何信號(hào)，反而造成一切正常的假象。如此持續(xù)運(yùn)行會(huì)嚴(yán)重影響變壓器的使用壽命，甚至引發(fā)嚴(yán)重事故。

4 防范措施

(1)檢修和運(yùn)行人員應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)技能培訓(xùn)工作，特別是加強(qiáng)對(duì)變壓器風(fēng)冷控制回路的掌握，提高排除故障的能力。

(2)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)檢修和運(yùn)行人員的責(zé)任心教育。舉一反三，吸取教訓(xùn)，重新完善設(shè)備驗(yàn)收卡等技術(shù)措施，杜絕設(shè)備檢查不到位和設(shè)備驗(yàn)收跳項(xiàng)、漏項(xiàng)，避免此類事故再次發(fā)生。