摘 要：本文對目前現(xiàn)場常用的變壓器冷卻器電源自動切換回路的工作原理進行分析，并通過一個事故案例引出現(xiàn)有回路存在的缺陷，該缺陷嚴重影響變壓器的安全運行，作者針對缺陷提出改進意見，并對改進進行分析，證明改進行之有效。

關(guān)鍵詞：冷卻系統(tǒng) 自動切換 改進

中圖分類號：TM403 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0137-02

冷卻系統(tǒng)是電力變壓器的重要組成部分。它的作用是將變壓器空載和負載時產(chǎn)生的熱量傳遞出去，保證變壓器良好的工作狀態(tài)，保證額定輸出功率，保證變壓器內(nèi)部各元件和變壓器油絕緣性能良好，從而達到延長變壓器使用壽命的目的。

1 常用回路分析

1.1 接線方式一

（1）如圖1所示，變壓器投入電網(wǎng)之前，先將SA開關(guān)手柄置于I工作II備用，或者II工作I備用位置。

（2）當(dāng)變壓器投入電網(wǎng)時，1KM常閉觸點接通；1KV1、2KV1帶電，常開觸點接通，起動1KV、2KV使常閉觸點斷開；假定SA開關(guān)手柄在I位，則SA1-2接通起動1KL接觸器，1KL主觸頭閉合由工作電源（I）供電。2KL線圈回路被1KL常閉觸點斷開（閉鎖了）。

（3）當(dāng)工作電源（I）由于某種原因停電，1KL線圈斷電，1KL主觸頭斷開工作電源（I），1KL常閉觸點接通，1KV斷電常閉觸點接通，再經(jīng)SA5-6觸點動作2KL接觸器，2KL主觸頭閉合由工作電源（II）供電。

（4）假如工作電源（I）恢復(fù)供電時，1KV1動作起動，1KV動作，1KV常閉觸點斷開使2KL斷電，2KL的主觸頭斷開工作電源（II），2KL常閉觸點起動1KL，1KL的主觸頭閉合由工作電源（I）供電。

1.2 接線方式二

（1）如圖2所示，變壓器投入電網(wǎng)之前，先將SA開關(guān)手柄置于I工作II備用（3、4觸點和5、6觸點接通），或者II工作I備用位置（1、2觸點和7、8觸點接通）。

（2）當(dāng)變壓器投入電網(wǎng)時，I、II路工作電源三相電壓正常，接于星形接線電容器中性點的1YJ、2YJ處于失磁狀態(tài)，常閉觸點接通；1ZJ、1ZJ帶電，常開觸點閉合、常閉觸點打開；假定SA開關(guān)手柄在I位，則SA3-4接通起動1JC接觸器，1JC主觸頭閉合由工作電源（I）供電。2JC線圈回路被1ZJ常閉觸點斷開處于失磁狀態(tài)。

（3）當(dāng)工作電源（I）由于某種原因停電（三相均失電）、工作電源（Ⅱ）正常時，1ZJ、1JC線圈斷電，1JC主觸頭斷開工作電源（I），1JC常閉觸點接通，1ZJ斷電常閉觸點接通，再經(jīng)SA5-6觸點動作2JC接觸器，2JC主觸頭閉合由工作電源（II）供電。

1.3 接線方式三

（1）如圖3所示，變壓器投入電網(wǎng)之前，先將S1開關(guān)手柄置于I工作II備用（1、2觸點和5、6觸點接通），或者II工作I備用位置（3、4觸點和7、8觸點接通）。

（2）當(dāng)變壓器投入電網(wǎng)時，I、II路工作電源三相電壓正常，斷相及相序保護繼電器PHR1、PHR2觸電閉合；KT1、KT2繼電器勵磁，常閉觸點打開；假定S1開關(guān)手柄在I位，則1-2觸點接通起動K1接觸器，K1主觸頭閉合由工作電源（I）供電。K2線圈回路被KT1常閉觸點斷開處于失磁狀態(tài)。

（3）當(dāng)工作電源（I）由于某種原因停電（三相均失電），K1主觸頭斷開工作電源（I），K1常閉觸點接通，KT1線圈斷電常閉觸點接通，再經(jīng)5-6觸點動作K2接觸器，K2主觸頭閉合由工作電源（II）供電。

（4）當(dāng)工作電源（I）由于某種原因停電（一相或兩相失電），斷相及相序保護繼電器PHR1觸點打開，斷開K1線圈回路，K1主觸頭斷開工作電源（I），K1常閉觸點接通，KT1繼電器失磁，常閉觸點接通，再經(jīng)5-6觸點動作K2接觸器，K2主觸頭閉合由工作電源（II）供電。

（5）假如工作電源（I）恢復(fù)供電時，繼電器PHR1觸點閉合，KT1繼電器勵磁，常閉觸點斷開使K2線圈回路斷開，K2的主觸頭斷開工作電源（II），K2常閉觸點起動K1，K1的主觸頭閉合由工作電源（I）供電。

1.4 各種接線方式比較

通過分析可知，上述三種接線方式都能夠?qū)崿F(xiàn)工作電源故障時的自動切換，且對工作電源的故障判斷包含各種形式，即包括三相同時失電的故障，又包括電源缺相的故障類型，都達到了保證冷卻器正常運行的目的。但是，比較起來，第一種接線形式采用分立元件，通過將電壓監(jiān)視繼電器和切換控制回路分別接于不同相，來實現(xiàn)對各種缺相故障的判斷，接線相對復(fù)雜；第二種接線采用類似“零序”接線形式，使電源缺相的故障判斷回路獨立出來，接線相對于第一種簡單，但也采用分立元件，存在工作不可靠的現(xiàn)象。在進行電源缺相判斷時，該回路要滿足兩點：一是三相電容容量偏差符合要求（中性點偏移電壓要?。?；二是中性點電壓繼電器動作電壓要符合要求（要躲過不平衡電壓），在現(xiàn)場使用中曾經(jīng)出現(xiàn)電壓繼電器誤動作，將完好的工作電源切除的異常。第三種接線，采用集成元件，工作可靠性大大提高，而且接線簡單，應(yīng)該是將來控制回路設(shè)計發(fā)展的趨勢。

2 故障案例分析

2.1 事故現(xiàn)象及處理經(jīng)過

某220 kV變電站，主變?yōu)樯蜿栕儔浩鲝S生產(chǎn)SFPSZ-180000型三繞組變壓器，配備六組冷卻器，每組冷卻器由兩臺風(fēng)機和一臺油泵構(gòu)成，冷卻器自動控制回路中工作電源自動切換回路類似接線一形式。該站為無人值班變電站，位于市區(qū)中心，設(shè)備由市區(qū)調(diào)控中心統(tǒng)一監(jiān)控，運行工作由操作隊負責(zé)，操作隊駐地距該站5 km。某日，調(diào)控中心值班員監(jiān)控發(fā)現(xiàn)該站#1主變“工作冷卻器故障”和“備用冷卻器故障”信號先后顯示，調(diào)控中心通知操作隊前往現(xiàn)場查看。20 min后，操作隊到達現(xiàn)場，檢查發(fā)現(xiàn)#1主變油泵及風(fēng)機均已全部停止，而備用電源沒有自動切換，當(dāng)時氣溫16 ℃，天氣小雨，運行人員到達時主變上層油溫也已達到68 ℃。運行人員首先檢查冷卻器兩路電源是否正常，經(jīng)測試ⅠⅡ路交流電源三相正常，切換裝置未動作屬于正常；進一步檢查發(fā)現(xiàn)油泵及風(fēng)機熱繼電器均動作，熱繼電器動作說明風(fēng)機及油泵存在過載現(xiàn)象，六組同時動作，懷疑電源存在缺相故障，鑒于供電電源正常，運行人員重點測量1KL（見圖1）主接觸器負荷側(cè)三相電壓情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)缺少B相電源，仔細觀察發(fā)現(xiàn)1KL（見圖1）負荷側(cè)B相觸頭因過熱燒斷。

2.2 事故原因及后果分析

在上面的案例中，電源自動切換回路沒有動作，是導(dǎo)致冷卻器全停的根本原因。通過本文第一部分的分析我們不難發(fā)現(xiàn)，以主電源接觸器（圖1為1KL、2KL；圖2為1JC、2JC；圖3為KT1，KT2）為分界，對工作電源是否存在故障的判斷回路均設(shè)計在主接觸器的電源側(cè)，而事故中故障出現(xiàn)在主接觸器的負荷側(cè)，因此，切換回路不動是正確的。但是，這種設(shè)計缺陷存在很大隱患。一是近些年來，國網(wǎng)公司系統(tǒng)改革不斷推進，運行管理體制也發(fā)生了很大的變化，220 kV及以下變電站普遍采取無人值班方式，也就是說，在變電站設(shè)備出現(xiàn)異常時，運行人員需要一定時間才能趕到現(xiàn)場進行處理。根據(jù)變壓器運行規(guī)程規(guī)定：“強有風(fēng)冷變壓器當(dāng)發(fā)生冷卻器全停故障時，在額定負荷下允許運行20 min，如上層油溫未達到75 ℃，允許達到75 ℃，但總時間不得超過1小時”。

2.3 回路改進措施

從上面的分析可知，電源自動切換回路的設(shè)計，在變電站有人值班方式下不存在問題，因為運行人員可以在短時間內(nèi)到現(xiàn)場進行處理。但是在無人值班方式下，設(shè)計上的缺陷是有可能造成重大設(shè)備事故的。因此，對現(xiàn)有的電源自動切換回路應(yīng)進行改進。總體的思路就是在主接觸器的負荷側(cè)也加裝電源監(jiān)視、卻換回路，保證在主接觸器電源側(cè)和負荷側(cè)發(fā)生供電故障時，切換回路均能夠動作，切除故障電源投入完好電源。在實際使用的冷卻器控制箱中，兩個主接觸器負荷側(cè)并接于380 V小母線上，由小母線引出電源為各組冷卻器供電，因此主接觸器負荷側(cè)電源監(jiān)視，可在小母線上取電壓進行監(jiān)視，回路設(shè)計可參考前文提到的三種接線。

3 結(jié)語

冷卻器控制回路正常工作，是變壓器安全運行的重要保證。運行人員應(yīng)認真學(xué)習(xí)和分析控制回路的原理和工作過程，保證在出現(xiàn)異常情況時，能夠準確的找出問題根源、及時消除故障，從而保證設(shè)備的正常運行。同時，廠家的設(shè)計也不一定盡善盡美，我們應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場工作中遇到的事故案例，對有關(guān)接線提出改進意見，這樣才能更有效地保證設(shè)備的安全運行。

參考文獻

[1]張全元.變電運行現(xiàn)場技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2007.