500 kV自耦變壓器冷卻器異常情況的探討

（金華電業(yè)局，浙江金華321000）

500 kV自耦變壓器冷卻器異常情況的探討

盧洪鋒，鄭平，孟憲華

（金華電業(yè)局，浙江金華321000）

分析了500 kV丹溪變1號主變壓器的冷卻器控制原理及出現(xiàn)的異常情況。冷卻器電源監(jiān)視繼電器設計采用三相保護繼電器，運行經(jīng)驗表明，該類繼電器的實際應用意義不大，反而經(jīng)常誤觸發(fā)冷卻器故障信號，還會給正常運行的變壓器帶來冷卻器全停跳閘的安全隱患，應給予更換。

500 kV；自耦變；冷卻器；繼電器；異常

冷卻裝置對變壓器的安全穩(wěn)定運行具有十分重要的作用，大容量的變壓器一般都具備完善的冷卻器運行監(jiān)視回路，同時設計有冷卻器全停跳閘保護，且該類保護一般都整定跳閘。

500 kV丹溪變電站3臺主變?nèi)繛槌Ｖ輺|芝生產(chǎn)的500 kV分相組式自耦變壓器，其中2008年11月投運的1號主變壓器，與該站早期投運的2號、3號變壓器相比，其冷卻器電源監(jiān)視繼電器設計采用了特殊繼電器，廠方稱為三相保護繼電器。現(xiàn)場運行過程中，發(fā)現(xiàn)采用三相保護繼電器無太大實際意義，且該類繼電器性能不穩(wěn)定，給正常運行的變壓器帶來一定的安全隱患。

1 冷卻器電源監(jiān)視

大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風冷方式，每相的冷卻器包括3臺油泵和1組（12個）風扇，其中1臺油泵備用。冷卻器的電源從變壓器的總控制柜引接。為監(jiān)視冷卻器的電源情況，除設計有總電源監(jiān)視繼電器（KJ）外，油泵和風扇電源接線的出口處還接有電源監(jiān)視繼電器KJ1， KJ2，KJ3，KJ4，如圖1所示。

圖1 冷卻器電源監(jiān)視回路

其中，QF01-QF04為對應于冷卻器的空氣開關，KP1—KP3，KF為交流接觸器。風扇或?qū)挠捅迷谶_到啟動條件時，對應的交流接觸器勵磁，此時若KJ1—KJ4失勵，則表明油泵或風扇存在故障，因此會觸發(fā)對應的油泵或風扇故障信號。500 kV丹溪變電站早期投運的2號、3號主變壓器，其冷卻器電源監(jiān)視繼電器采用常規(guī)繼電器，運行過程中沒有出現(xiàn)過異常情況。2008年11月投運的1號變壓器，其冷卻器電源監(jiān)視繼電器采用三相保護繼電器，這類繼電器在冷卻器電源電壓越限（一般整定合格范圍為300～420 V）的情況下會非正常失勵，觸發(fā)相應風扇、油泵故障告警，以提醒運行人員注意，其目的是防止因電源電壓持續(xù)越限而損壞設備。

從運行層面看，變電站對站用電的合格范圍有嚴格限制，對站用電越限有完善的監(jiān)視及調(diào)節(jié)手段，若冷卻器電源電壓越限，監(jiān)控系統(tǒng)會及時發(fā)出告警信號，并予以調(diào)節(jié)。所以，冷卻器的電源監(jiān)視繼電器采用三相保護繼電器，與采用常規(guī)繼電器相比，實際意義不大。

2 冷卻器控制原理

冷卻器風扇和油泵的啟動均受油溫、負荷控制，可根據(jù)油溫、負荷狀況調(diào)節(jié)冷卻器運行方式，如表1所示。分相組式自耦變壓器冷卻器控制原理如圖2所示。

表1 500kV丹溪變電站冷卻器自動控制關系

圖2中，S1（S2）為風扇（油泵）“自動/手動”方式切換開關，繼電器K1（K2）受啟動風扇（油泵）的油溫接點控制，一般可整定油溫高于50℃（60℃）時動作，繼電器K4（K3）受控制風扇（油泵）停轉(zhuǎn)的油溫接點控制，可整定為高于40℃（50℃）時動作；KC1（KC2）則受啟動風扇（油泵）的負荷接點控制，一般可整定為高于70%（80%）額定負荷時啟動。K1X（K2X）為啟動風扇（油泵）繼電器，其常開接點并入油溫接點K1（K2）的作用是實現(xiàn)自保持作用，使得在風扇（油泵）啟動后可確保變壓器油溫降低到整定值以下方可停止運轉(zhuǎn)。SA1，SA2，SA3分別為1—3號油泵“工作/備用”方式切換開關，從圖中可以看出，3臺油泵通過交流接觸器實現(xiàn)了聯(lián)鎖，只允許2臺油泵同時運行。

從冷卻器的控制原理可知，風扇（油泵）的正常啟動不受冷卻器電源監(jiān)視繼電器的控制。冷卻器電源監(jiān)視繼電器采用三相保護繼電器，對冷卻器的正常啟停沒有影響。

3 冷卻器異常情況分析

3.1 冷卻器故障

500 kV丹溪變電站1號主變壓器自2008年11月投運以來，迄今共發(fā)現(xiàn)冷卻器電源電壓正常情況下三相保護繼電器不明原因的非正常失勵5次，由此可以肯定，用于冷卻器電源監(jiān)視用的三相保護繼電器性能欠穩(wěn)定。該繼電器的非正常失勵，在風扇（油泵）正常運轉(zhuǎn)的情況下，會觸發(fā)相應風扇（油泵）故障信號，如圖3所示。

當風扇在達到啟動條件時，交流接觸器KF勵磁，其觸點閉合。在正常情況下，KJ4得電勵磁，其常閉觸點打開，不會觸發(fā)風扇故障信號。但當KJ4非正常失勵時，因其常閉觸點閉合，所以會觸發(fā)風扇故障信號，觸發(fā)油泵故障信號的情形相同。

圖2 冷卻器控制原理

圖3 冷卻器故障告警信號回路

在冷卻器正常運轉(zhuǎn)的情況下，誤發(fā)冷卻器故障信號容易給運行人員造成誤判斷。而且，由于三相保護繼電器為自保持繼電器，要復歸風扇（油泵）故障信號，必須手動拉合對應風扇（油泵）的電源空氣開關，這又給運行人員帶來了一定的誤操作風險。

3.2 冷卻器全停告警

三相保護繼電器的非正常失勵，在冷卻器運轉(zhuǎn)情況下，除了能觸發(fā)冷卻器故障告警外，還會帶來冷卻器全停跳閘的安全隱患。

冷卻器全停跳閘回路如圖4所示，由圖可知，當負荷監(jiān)視繼電器KC1閉合時，以下3種情況下將誤發(fā)冷卻器全停告警信號：KJ繼電器非正常失勵；風扇已啟動，而油泵未啟動（KJ1—KJ3正常閉合），且KJ4非正常失勵；風扇、油泵均已啟動，對應風扇、工作油泵的電源監(jiān)視繼電器均非正常失勵。

圖4 冷卻器全停跳閘回路

用作冷卻器電源電壓監(jiān)視的三相保護繼電器，各種情況下的非正常失勵并不鮮見，如果這種現(xiàn)象發(fā)生在高溫、高負荷的情況時，往往會觸發(fā)冷卻器全停告警信號。從圖4可以看出，一旦冷卻器全停告警信號出現(xiàn)，即刻啟動時間繼電器KT5，在KT5整定的計時（一般可整定為20～30 min）結束后，若主變上層油溫達到整定的溫度（一般可整定為92℃），油溫接點閉合，即啟動冷卻器全停跳閘，跳開主變?nèi)齻乳_關。

在高溫、高負荷的情況下，一般大容量主變的正常油溫可接近70℃，油溫接點閉合的可能性極大，所以，此時誤發(fā)冷卻器全停告警信號，運行人員僅有20～30 min的時間（由KT5整定）進行檢查處理，這將給變電站運行人員造成巨大壓力，極不利于現(xiàn)場運行。

從以上分析可以看出，誤發(fā)冷卻器全停告警信號的原因，最終歸結為三相保護繼電器的非正常失勵，若采用常規(guī)的電源監(jiān)視繼電器，由于不存在非正常失勵的現(xiàn)象，則不會出現(xiàn)這類現(xiàn)象。

4 結語

變壓器的冷卻器電源監(jiān)視繼電器采用三相保護繼電器意義不大，而此類繼電器非正常失勵帶來的冷卻器故障及冷卻器全停告警信號，除給運行人員正常判斷帶來困擾之外，更有可能威脅主變壓器的安全穩(wěn)定運行，建議更換為常規(guī)繼電器。運行情況表明，更換后的1號主變壓器冷卻器運行正常，沒有再誤觸發(fā)冷卻器故障信號，順利消除了冷卻器全停跳閘的安全隱患。

[1]DL/T 572-2010電力變壓器運行規(guī)程[S].北京∶中國電力出版社，2010.

[2]楊開國.因主變冷卻器故障造成跳閘事故的分析和改進[J].華中電力，2006，19（4）∶61-64.

（本文編輯：楊勇）

Discussion on Abnormal Situation of 500 kV Autotransformer Cooler

LU Hong-feng，ZHENG Ping，MENG Xian-hua
（Jinhua Electric Power Bureau，Jinhua 321000，China）

This paper analyses the control principles of the cooler for No.1 500 kV autotransformer in Danxi substation and its abnormal situation.The three-phase protection relay is adopted for power supply monitoring of the cooler.The operation practice indicates that the application of this type of relays is not desirable and the relays would often trigger cooler fault signals by mistake and cause hidden danger of cooler trip.Replacement of the three-phase protection relay is recommended.

500 kV；autotransformer；cooler；relay；abnormal situation

TM407

：B

：1007-1881（2012）09-0024-03

2012-01-17

盧洪鋒（1979-），男，江西高安人，碩士，工程師，技師，從事電力系統(tǒng)運行工作。