朱國超，陳 姣

(國網(wǎng)青海省電力公司檢修公司，青海 西寧 816000)

0 引言

在電網(wǎng)的運行中，變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是變電站的心臟〔1〕。如果發(fā)生故障就會給系統(tǒng)的正常供電和安全運行帶來嚴重的影響，因此根據(jù)變壓器的容量大小及其相關型號，必須裝設良好及可靠的主變風冷系統(tǒng)〔2〕。可靠、安全的風冷控制系統(tǒng)是保障主變安全、穩(wěn)定運行必不可少的重要組成部分。

通過對某330 kV變電站主變風冷控制系統(tǒng)的深入研究，分析輔助冷卻器頻繁啟動原因，確定了故障位置并及時處置。研究、掌握此類問題處理方法，對主變風冷系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供可靠參考價值，并對日后安全穩(wěn)定運行提出建議。

1 異常概述

某330 kV變電站后臺頻繁上送“2號主變壓器輔助冷卻器啟動動作”及“2號主變壓器輔助冷卻器啟動復歸”信息，且至2號主變現(xiàn)場觀察，2號主變風冷控制柜內部分繼電器頻繁吸合、復歸狀態(tài)，處于輔助位置的2號冷卻器確實處于頻繁啟動、停止狀態(tài)；異常狀態(tài)從后臺監(jiān)控信息、現(xiàn)場風冷控制柜繼電器、現(xiàn)場輔助位置冷卻器均能體現(xiàn)。

2 診斷分析

2.1 啟動輔助冷卻器條件

主變風冷控制系統(tǒng)啟動輔助冷卻器條件有以下兩條：(1)根據(jù)變壓器油面溫度表溫度值啟動輔助冷卻器；(2)根據(jù)變壓器可承載的負荷設定過負荷啟動輔助冷卻器。其二次回路原理如圖1。

圖1 輔助冷卻器啟動條件圖

圖中：KT1為過負荷啟動輔助冷卻器回路時間繼電器及其延時閉合輔助觸點；POP1 55為主變油面溫度表55 ℃輔助觸點；POP1 45為主變油面溫度表45 ℃輔助觸點；K3為過負荷啟動輔助冷卻器回路中間繼電器及其輔助觸點；KA2為過負荷啟動輔助冷卻器回路電流繼電器KA2輔助觸點。

2.2 分析啟動輔助冷卻器條件

根據(jù)圖1可知：(1)油面溫度過高啟動輔助冷卻器的溫度條件是當油面溫度達到55 ℃時啟動輔助冷卻器，并通過K3繼電器常開觸點與油面溫度表45 ℃觸點串聯(lián)構成保持回路；(2)根據(jù)設定的過負荷電流定值啟動輔助冷卻器，計算該動作電流值。由于用于過負荷啟動輔助冷卻器的電流為主變壓器中壓側套管電流，所以在此只計算過負荷時中壓側二次側電流大小。

2號主變壓器容量：150/150/45MVA；電壓等級：345±(8×1.25 %)/121/37.5 kV；中壓側CT變比:1200/5。上述條件用于計算啟動輔助冷卻器的主變壓器中壓側一、二次額定電流及動作電流。其中一次額定電流：

式中：Sm為主變中壓側容量,VA；Um為主變中壓側額定電壓,V；Im1為主變中壓側一次額定電流,A。二次額定電流：

式中：Im1為主變中壓側一次額定電流,A；Im2為主變中壓側二次額定電流,A；nTAm為主變中壓側啟動輔助冷卻器CT繞組變比。

現(xiàn)場主變過負荷啟動輔助冷卻器定值按主變壓器額定負荷80 %整定過負荷啟動輔助冷卻器，即動作電流：

Izd=80%×Im2=0.8×2.975=2.38(A)

式中：Izd—為整定電流繼電器啟動輔助冷卻器的動作電流；由以上計算過程可得：2號主變過負荷啟動輔助冷卻器電流繼電器整定電流值為2.38 A。

2.3 故障點分析及查找

由于在此為分析輔助冷卻器啟動，故只繪制輔助冷卻器啟動相關回路原理圖，詳見圖2輔助冷卻器啟動回路原理圖。

圖2 輔助冷卻器啟動回路圖

圖中：KT2—為啟動備用冷卻器回路時間繼電器及其延時閉合輔助觸點；SY為工作/試驗位置轉換開關；SC為工作/輔助/備用狀態(tài)裝換開關；K4為啟動備用冷卻器回路中間繼電器及其輔助觸點；K3NO1、K3NO2為過負荷啟動輔助冷卻器回路中間繼電器K3輔助觸點。

先分析是否為正常情況下達到啟動條件臨界值而致使輔助冷卻器頻繁啟動及停止？

(1)主變達到過負荷定值致使電流繼電器KA2動作使得回路中KA2觸點閉合，從而導致此現(xiàn)象；

(2)主變油面溫度達到55 ℃致使POP1 55觸點閉合，從而導致此現(xiàn)象。

查看后臺監(jiān)控畫面顯示主變中壓側電流及主變中壓側測控發(fā)現(xiàn)中壓側一次電流425.86 A，由此亦可推算出流過KA2繼電器的電流為：

式中：IKA2為流過KA2電流繼電器的計算電流，A；Imfh1為中壓側負荷電流一次值，A；nTAm為接入KA2電流繼電器的繞組CT變比。

由上計算結果可知主變未達到啟動輔助冷卻器的電流值，故此判斷不是過負荷導致輔助冷卻器啟動、比臨界值小0.61 A，更不可能導致頻繁啟動；

查看后臺顯示主變壓器油面溫度為39.7 ℃，再至現(xiàn)場查看油面溫度表溫度為40 ℃左右，未達到啟動輔助冷卻器的溫度值，故此判斷不是油溫高導致輔助冷卻器啟動、比臨界值低近15 ℃，也不可能導致頻繁啟動；

以上分析說明輔助冷卻器為非正常啟動。

由圖2可知該回路中繼電器及相關繼電器觸點眾多，由此能造成輔助冷卻器頻繁啟動及停止原因也比較多，因此我們需分析具體有哪些原因可以造成輔助冷卻器非正常頻繁啟動。

結合圖1、圖2分析可知能導致輔助冷卻器啟動的原因可能性較大的有：

(1)啟動輔助冷卻器的中間繼電器K3繼電器用于回路中的兩個常開觸點K3NO1及K3NO2誤閉合、復位，可直接導致輔助冷卻器啟動及停止；

(2)用于冷卻器啟動條件回路中的過負荷啟動輔助冷卻器電流繼電器KA2的常開觸點KA2誤閉合、復位，從而致使中間繼電器K3繼電器頻繁動作復歸，繼而導致輔助冷卻器啟動及停止；

(3)時間繼電器KT1延時閉合觸點誤閉合；

(4)用于冷卻器啟動條件回路中的油溫高啟動輔助冷卻器油面溫度表POP1的常開觸點POP1 55誤閉合、復位，從而致使中間繼電器K3繼電器頻繁動作復歸，繼而導致輔助冷卻器啟動及停止。

通過以上分析,我們根據(jù)得出的結果逐一在輔助冷卻器頻繁啟動及停止過程中查找故障點，先用短接回路中觸點的方法測試，查看輔助冷卻器頻繁啟動、停止現(xiàn)象是否繼續(xù)存在來判斷。測試現(xiàn)象及是否有可能為該原因結果見表1：

表1 短接觸點測試結果表

經(jīng)過上述推斷：有可能是KA2觸點、KT1觸點或POP1 55觸點導致；再用分別斷開這三個觸點方法查看輔助冷卻器頻繁啟動、停止現(xiàn)象是否繼續(xù)存在來判斷；測試現(xiàn)象及是否有可能為該原因。結果見表2：

表2 斷開觸點測試結果表

綜上所述，造成輔助冷卻器頻繁啟動、停止的原因是KA2或KT1觸點。而KA2觸點頻繁吸合、復位可造成KT1觸點伴隨出現(xiàn)頻繁吸合、復位現(xiàn)象，并且時間繼電器KT1動作燈同時出現(xiàn)頻繁點亮、熄滅現(xiàn)象，所以基本可以確定是KA2觸點造成輔助冷卻器頻繁啟動、停止。

3 異常點確定及處理

下面需要找出什么原因導致KA2觸點頻繁吸合、復位。KA2觸點為電流繼電器常開觸點，只有可能是電流繼電器在頻繁動作、復歸；確定是否是電流繼電器導致需要對電流繼電器進行加量校驗，由于接入KA2電流繼電器還串接入用于過負荷鎖閉有載調壓電流繼電器KA1回路中，在對KA2進行校驗前需對該電流回路做好安全措施，該電流完整回路如圖3。

圖3 過負荷啟風冷電流回路圖

圖中：KA1為過負荷閉鎖有載調壓回路電流繼電器；KA2為過負荷啟動輔助冷卻器回路電流繼電器。

具體安全措施為：將電流端子ID7、ID8用兩聯(lián)實驗插針短接，然后解開電流繼電器KA2電流引入、引出線即可；做好安措后的電流回路圖如圖4。

圖4 校驗電流繼電器安措圖

做好安全措施后對KA2進行加量測試，共計測試5次，測試結果見表3。

表3 原始態(tài)電流繼電器動作特性測試表

至此可以最終確定是KA2電流繼電器未校準精確造成輔助冷卻器頻繁啟動、停止。

為了使主變壓器風冷控制系統(tǒng)恢復正常，防止輔助冷卻器在非正常啟動條件下頻繁啟動、停止，需要對過負荷電流繼電器KA2重新整定校驗。

對KA2電流繼電器按照定值重新校準后在對其進行5次測試，測試結果見表4。

表4 校驗后電流繼電器動作特性測試表

根據(jù)上表測試數(shù)據(jù)可以得出電流繼電器整定校驗正確，可以投入運行，恢復安措，接好電流繼電器KA2電流引入、引出線，取下連接電流端子ID7、ID8用兩聯(lián)實驗插針即可。

綜上所述，造成輔助冷卻器頻繁啟動、停止的原因是KA2電流繼電器動作電流整定值錯誤導致。

4 結論及建議

4.1 結論

主變壓器風冷控制系統(tǒng)原理、回路復雜，實現(xiàn)過程依靠許多繼電器來實現(xiàn)。故障時，查找原因困難，但是只要分析清楚各種狀態(tài)下的冷卻器控制回路中各個元器件在回路中的作用，便可以簡化故障、異常處理過程，能夠省時省力的完成工作任務。本文通過對某330 kV變電站2號主變風冷控制系統(tǒng)輔助冷卻器頻繁異常啟動問題的研究，分析輔助冷卻器頻繁啟動原因，及時準確查找故障點，為主變風冷系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供保障。

通過以上分析方法可以及時處理由于啟動條件誤動、觸點誤動、繼電器誤動等原因造成的故障、異常。

4.2 建議

(1)在主變風冷控制系統(tǒng)中使用的電流繼電器或溫度繼電器都應在主變投入運行前嚴格按照校驗規(guī)程進行校驗，防止整定動作值有誤；

(2)用于主變風冷控制系統(tǒng)中的繼電器盡量少用電磁式繼電器，電磁式繼電器在性能、精度方面都不如電子式繼電器；

(3)常規(guī)主變風冷控制系統(tǒng)原理復雜、繼電器繁多、接線復雜、回路繁復，建議在今后新投運變電站盡量使用PLC控制風冷控制系統(tǒng)，老舊變電站結合大修技改大修等項目進行更換。