黄嵘
深圳供电局有限公司 广东深圳518000
摘要：主变风冷系统作为冷却系统的重要组成部分，对主变安全可靠运行有举足轻重的作用。尤其是对于强油循环风冷的主变，风冷全停后主变不能持续运行。风冷控制电源可靠性直接影响风冷系统可靠性，通常风冷控制电源采用双回独立电源互为备用的供电方式，当一路电源发生异常如缺相、过压、欠压等自动退出该路电源并投入另一路电源。
关键词：变压器；风冷系统；电源切换；故障分析
引言
近些年，随着我国电力系统的发展，已经成为社会经济发展不可或缺的一部分，一旦出现故障问题，处理不及时，极易引发严重后果。作为电力系统重要组成部分，变电站的运行可靠性直接关系到整个供电稳定性，在实际变电运行中必须将维护工作作为重点来抓，提高变电安全性。
1主变风冷系统原理
主变风冷控制系统主要由双电源切换回路，电机保护及控制组成。图1为风冷控制的双电源切换原理。其中，QF1、QF2为空气开关，RT1、RT2位相序继电器，KM1、KM2为交流接触器，1SA为选择开关，HL1、HL2为电源指示灯。正常运行时，RT1、RT2闭合，电压指示灯亮，1SA在互投位置KM1线圈得电先闭合，同时切断KM2。当电源L1异常时，RT1打开，KM1线圈失电，KM2线圈得电KM2闭合，L2供电，同时切除L1。图2为风冷电机原理图。其中1MK1为交流接触器，1FR1为热继电器，M为三相异步电机，1KM1中间继电器，2SA1选择开关（运行或者有PLC控制），PLCQ.n为PLC控制输出触点。2SA1共有3个开关位置，分别是运行、停止、自动。当2SA1在运行位置时，1KM1失电，1MK1得电接通电机运转；2SA1在停止位置时，1KM1得电，1MK1失电电机停运；2SA1在自动位置时，由PLC控制电机运行或者停止。电机发生短路或者过载，热继电器1FR1动作，1MK1失电，切除电机电源。
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2主变风冷全停故障分析
为了能够更加深入透彻地分析该主变风冷全停故障的形成原因，检修人员结合现场风冷箱实际情况和设计图纸，对#2主变风冷回路及相应的信号回路进行分析，大致可将风冷回路分为3个部分，分别是：风冷启动回路，风扇电机启动回路，风冷信号回路。（1）风冷启动回路。由图3主变风冷启动回路可以看出，#2主变的风冷回路的启动主要是通过手动启动、温度启动和电流启动3种方式。但无论哪一种启动方式都是先通过启动中间继电器ZJ，然后通过中间继电器ZJ的重动节点来启动接触器C和热接触器RJ，以实现风扇电机控制。因此，当4号风扇的接触器烧坏后导致短路，跳开了相应的开关1ZK后，导致整个风冷启动回路失电，使中间继电器失去作用，相应的接触器C和热接触器RJ也就不会启动。（2）风扇电机启动回路。风扇电机启动主要是通过接触器C和热接触器RJ的启动，但是当风冷启动回路失电的情况下，接触器C和热接触器RJ不会启动，此时即使风扇三相有电压，风扇电机仍旧不会启动。风冷电机启动回路，如图4所示。（3）风冷信号回路。由图5主变通风回路故障信号回路，可以看出#2主变风冷回路只有“#2主变风冷回路故障”这一个信号。此告警信号是在中间继电器ZJ启动的情况下，且任一风扇中接触器C有故障或者不启动情况下才会发出。
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3故障分析
现有的风冷设备均由三相异步电机驱动，如风扇、潜油泵等，在实际工作中供电系统发生暂时性的故障或者其他故障问题引起感应电机短时跳闸是常见现象。当电网瞬间断电后如果短时恢复供电，电机定子仍存在残余电压，供电电压与残余共同作用于定子上。残余电压呈指数形式周期性衰减，因此，不同重合时刻电压和电流不一样，电机重合电流，若考虑残压幅值不变的情况，电网电压与残余电压的相位差决定：当两者相位相差180°时，电压差最大，重合瞬间电流最大；当两者相位相差360°时，电压差最小。由于异步电动机断电后重合闸时定子产生非同期冲击电流，此时的最大电流可能是比启动电流更大，会引起电源空开因过流而跳闸。
4改进措施
在处理此类故障时，需要注意风扇电机全停故障跳闸启动回路，如果该回路接入了主变非电量保护，则在检修风冷回路时应格外注意该回路。当主变压器风冷系统电源全停后，将会使时间继电器KT11、KT12励磁，延时导通其辅助接点。20min后，时间继电器KT11的6-8接点导通，若变压器绕组温度超过75℃，将会引起变压器跳开三侧断路器；若绕组温度低于75℃，则最多坚持1h，时间继电器KT12的6-8接点导通，也将引起变压器跳开三侧断路器。因此工作人员应时刻注意绕组温度，并且最多在60min内完成故障处理。若处理不完成，应采取可靠的措施，如将主变冷却器全停跳闸压板退出或者将该回路电缆拆除，或者用应急电源迅速恢复主变压器冷却器的运行此次主变风冷电源全停事故因处理及时，未造成严重后果，但也暴露了一些问题，希望能总结经验教训，特提出了如下整改建议：(1)对同类型装置的变电站开展专项排查。对风冷系统电源切换控制回路进行全面检查，严防类似事件再次发生，避免因回路原因造成主变带“病”运行，造成变压器温度高时，风冷系统不能正常运行，烧坏变压器。(2)PLC程序设计不合理。在电源切换控制回路程序上引入消防切除电源控制回路，继保人员很难检查，建议将其转化为外部硬件控制回路中，删除程序内部的控制逻辑接点。(3)严把验收关。在主变风冷系统验收时，确保所有逻辑实际试验，及时处理验收问题，并进行复检。
5维护技术在变电运行故障中的应用
5.1提高维护人员的安全教育和专业性
提高检修维护人员的技术专业性和安全作业意识也是非常重要的一个内容，由于变电运行技术是一项涉及工序较为复杂且电气设备都属于比较精细的操作工作，在高压高电流下又具有一定的危险性，因此维护人员的专业性就决定着维护检修的效率高低。针对电力系统的维护工作，首要的就是安全性教育，规范安全操作，在电气设备允许的参数下进行维护检修，提高维护人员的专业性，才能更好的对故障发生问题进行快速反应、高效解决
5.2加强设备管理，建设变电站设备检查检查系统
严格管理变电站设备，建立变电站设备巡检制度，这是变电站运行安全管理的主要内容。首先，在构建变电站系统时，必须仔细选择设备以确保设备质量，并防止在运行变电站后由于设备质量问题而导致的操作故障。其次，变电站系统正常运行后，有必要建立严格的变电站设施检查制度。通过定期的设备检查，可以消除突然的绝缘劣化，人为损坏和异物掉入变电站操作设备上，从而确保变电站设备的安全运行。定期检查设备可以了解设备的运行状况，从而控制设备隐患来确保设备的长期安全运行。
5.3提高管理与监控技术
加强日常对电力系统运行的监管是非常重要的举措，提高日常管理和监控检测技术是预防变电运行出现故障最有力的手段。在电力系统的日常运行状态下加强日常维护管理和监测管理，对电气设备的运行参数和运行情况进行定期检修并形成监测记录。对电气设备中老化的线路、存在的风险，及时监控作为预防检修手段能够有效减少变电运行中出现故障问题。提高管理与监控技术能及时了解电气设备的运行情况，对故障风险隐患能够有效进行检修维护。
结束语
通过对风冷电源空开跳闸故障的分析，得出由于相序继电器造成风冷电机失电后瞬间在最不利的时刻重合，重合电流过大引起电源空开跳开。因此，提出一种降低电源自动重合冲击电流的防范措施。该防范措施主要是在双电源的控制回路中增加上电延时时间继电器，能有效躲开重合在最为不利时刻，降低了重合的冲击电流，避免发生风冷电机瞬间重合跳电源空开的情况。
参考文献
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