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摘要：強迫油循環(huán)風冷（OFAF）廣泛應用于變電站主變中，其冷卻器電源切換回路故障易造成跳閘事故，提出對控制回路進行改進、解決方法。

關(guān)鍵詞：強迫油循環(huán)風冷；控制回路；跳閘

1.主變壓器冷卻方式及風冷控制回路的相關(guān)要求

變壓器的冷卻方式有自然冷卻（ONAN）、自然油循環(huán)冷卻（ONAF）、強迫油循環(huán)風冷（OFAF）等方式。按照《廣東電網(wǎng)公司電力變壓器（含高抗）技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：當冷卻裝置故障、自動控制裝置故障、冷卻器退出運行時，保護裝置應能檢測出并發(fā)出報警信號。當冷卻系統(tǒng)電源消失時，應及時發(fā)出信號，并按主變冷卻方式要求，在必要時經(jīng)一定時限自動切除變壓器。

對于強油風冷的220kV主變壓器，根據(jù)有關(guān)規(guī)程和變壓器廠家說明書要求：在冷卻器全停（即冷卻器交流I段、II段工作電源均失電）的情況下，若主變油溫未超過75℃，主變最長允許運行時間不得超過60min，超過60min則主變本體冷卻器全停失電保護將主變?nèi)齻?cè)開關(guān)跳開；若失電時間超過20min，且主變油面溫度超過75℃，則主變本體冷卻器全停失電保護即刻將主變?nèi)齻?cè)開關(guān)跳開，造成主變非計劃停運。

2.強油循環(huán)風冷全停跳閘回路現(xiàn)狀分析

雖然近幾年220kV 及以上大型主變壓器冷卻方式已多不再采用強油風冷，但電力系統(tǒng)中仍有不少安裝有強油風冷的220kV 主變壓器在運行。目前我局運行當中的220kV 主變?nèi)杂胁簧僦髯兝鋮s方式是采用強油循環(huán)風冷。由于冷卻器控制回路的設計仍存在著很多缺陷，變壓器冷卻裝置電源切換回路故障在電力系統(tǒng)引起的事故屢見不鮮。如某220kV變電站1號主變冷卻器總控制箱內(nèi)工作電源（Ⅰ段）交流接觸器線圈燒毀。由于廠家設計未考慮到交流接觸器線圈燒毀（或該回路斷線），因此主控制室無任何信號，冷卻器不能自動切換至備用電源（Ⅱ段），致使冷卻器失去電源，造成主變跳閘事故。因此，強油循環(huán)風冷變壓器冷卻裝置能否可靠運行直接關(guān)系到變壓器的安全運行。其控制回路由諸多接觸器、繼電器、保險及空開組成，當任一元件發(fā)生故障時均可能導致冷卻器部分停止運行或全停，若不及時對上述控制回路進行改造，就會給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來威脅，為事故的萌發(fā)提供了條件。

3.改進方法

現(xiàn)針對某公司的強迫油循環(huán)風冷裝置控制回路進行分析，提出解決此類問題的一般性方法。以KMS1接觸器接通，380V電源I段工作，KMS2接觸器斷開，380V電源II 段備用進行分析。圖1與圖2為未改進控制回路圖。

圖1 電源切換控制回路圖

圖2 冷卻器全停保護回路圖

缺陷一：如圖1所示，由于接觸器KMS1或KMS2主節(jié)點在運行時長期通過負荷電流，會引起接觸器節(jié)點發(fā)熱，使氧化加劇，甚至燒毀造成缺相運行，當工作接觸器發(fā)生一相或兩相節(jié)點燒毀時引起缺相，并且不能自動切換到380VII段電源工作。將可能造成主變冷卻器部分燒壞甚至全部燒毀，造成主變被迫停運事故。

圖3 改進后的電源切換控制回路圖

解決方法：如圖3所示，利用三相交流電之和為零原理，在接觸器KMS1、KMS2 負荷側(cè)接3個電容器做成星形連接，當一相或兩相斷線時中性點出現(xiàn)零序電壓，經(jīng)KMS2接觸器常閉節(jié)點啟動時間繼電器SJ1，使得SJ1常閉節(jié)點斷開，K1繼電器失磁，斷開KMS1接觸器，同時經(jīng)繼電器K1常閉節(jié)點啟動KMS2接觸器，并經(jīng)KMS2的常開觸點自保持，將380VII段電源自動投入運行。又因為KMS1接觸器斷開后，中性點零序電壓消失，SJ1常閉節(jié)點瞬時返回，K1繼電器勵磁，若KMS2接觸器未接通，KMS1接觸器將被接通，形成零序電壓再次出現(xiàn)，導致繼電器SJ1、K1、KMS1“跳躍”現(xiàn)象。為了保證KMS1可靠斷開、KMS2可靠接通，以及躲過KMS1、KMS2接觸器接通瞬間三相不同期引起的零序電壓，SJ1常閉節(jié)點選用瞬時斷開延時閉合，使得KMS2可靠接通后，SJ1常閉節(jié)點才返回，并發(fā)出冷卻器缺相信號。加入ST3是為防止因星形電容器C某相斷線引起斷相監(jiān)視回路誤動作。當380VII段電源自動投入運行后，SJ1繼電器失磁其常閉節(jié)點接通，使繼電器K1勵磁，但由于在啟動KMS1 接觸器回路串接KMS2接觸器常閉節(jié)點，所以KMS1接觸器不能啟動，無法可靠實現(xiàn)電源切換。待KMS1故障排除后，將電源切換開關(guān)SS重新切至電源I段即可恢復工作。

缺陷二：由于KMS1、KMS2接觸器在運行中線圈長期處于勵磁狀態(tài)，會引起線圈發(fā)熱，當制造質(zhì)量存在問題時還可能引起燒毀；由于接觸器控制回路使用元件較多，發(fā)生控制回路斷線幾率較大。圖1所示當工作接觸器KMS1 線圈燒毀或控制回路斷線時，接觸器KMS1線圈失磁，380VII段電源亦不能自投，使冷卻器電源消失。如處理不及時可能引起冷卻器全停保護啟動，延時跳開主變各側(cè)開關(guān)造成主變跳閘事故。

解決方法：針對此缺陷可在繼電器K1、K2常閉節(jié)點上分別并接冷卻器全停KT3 繼電器延時閉合常開節(jié)點即可實現(xiàn)（見圖3）。其動作過程為：當工作接觸器KMS1 線圈燒毀或控制回路斷線時，啟動冷卻器全停KT3繼電器，KT3繼電器延時閉合節(jié)點短接K1常閉節(jié)點，經(jīng)K2繼電器常開節(jié)點、KMS1接觸器常閉節(jié)點啟動KMS2接觸器，380V II段電源自動投入運行。冷卻器全停KT13繼電器失磁，并通過KMS2接觸器常開輔助節(jié)點保持。

4.結(jié)論

強迫油循環(huán)風冷裝置的控制回路構(gòu)成元件數(shù)量較多，如任一環(huán)節(jié)在設計時考慮不周，均有可能引起嚴重后果，基于以上原因?qū)υ摶芈愤M行分析，可發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方法。同時希望生產(chǎn)廠家到現(xiàn)場與運行人員多溝通，了解運行中存在的問題，充分考慮冷卻器控制回路在現(xiàn)場運行過程中存在的問題，使設計更合理、更完善。

參考文獻：

[1]S.00.00.05/Q102-0012-0909-7256 廣東電網(wǎng)公司電力變壓器（含高抗）技術(shù)規(guī)范[S].

[2]廣東省電力調(diào)度中心.廣東省電力系統(tǒng)繼電保護反事故措施及釋義[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]袁乃志.發(fā)電廠和變電站電氣二次回路技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2004.

[4]孫德臣.500kV 主變壓器冷卻器全停跳閘分析及處理[J].中國電力教育，2012