主變風(fēng)冷啟動(dòng)回路故障的分析與處理

● 湖南·國(guó)網(wǎng)益陽供電公司 崔 璨 郭一佳 向 潔

1 故障處理簡(jiǎn)介

2017 年8月17日下午5點(diǎn)左右，國(guó)網(wǎng)益陽供電公司檢修分公司變電運(yùn)維人員接到監(jiān)控通知：某110kV變電站#2主變油溫顯示69度，并仍有上升趨勢(shì)，但是監(jiān)控沒有接收到任何關(guān)于該主變的告警信號(hào)。運(yùn)維人員到現(xiàn)場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)#2主變8個(gè)風(fēng)扇已全部停止運(yùn)行，但后臺(tái)卻沒有報(bào)任何告警信號(hào)。運(yùn)維人員詢問監(jiān)控人員得知：監(jiān)控室也沒有收到關(guān)于#2主變風(fēng)冷系統(tǒng)全停的任何信號(hào)。

接到運(yùn)維人員通知，檢修人員迅速趕赴現(xiàn)場(chǎng)，立即對(duì)風(fēng)冷回路進(jìn)行了全面檢查，經(jīng)過仔細(xì)排查后發(fā)現(xiàn)4號(hào)風(fēng)扇（共有8個(gè)風(fēng)扇）接觸器已損壞，不能勵(lì)磁，其他風(fēng)扇回路均能正常勵(lì)磁，無其他異常。檢修人員用萬用表測(cè)量中間繼電器和風(fēng)扇啟動(dòng)延時(shí)繼電器，發(fā)現(xiàn)兩者均沒有交流電源，相應(yīng)的開關(guān)已處于分位，經(jīng)判斷為短路跳閘斷開。檢修人員嘗試合上開關(guān)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)合上后立馬跳開，于是懷疑該風(fēng)冷啟動(dòng)回路存在短路點(diǎn)，經(jīng)萬用表測(cè)試，該風(fēng)冷啟動(dòng)回路的確存在短路點(diǎn)，短路點(diǎn)為4號(hào)接觸器。檢修人員又仔細(xì)核查了回路其他元器件，未發(fā)現(xiàn)異常。明確故障點(diǎn)后，檢修人員迅速采取解決措施，更換了短路的4號(hào)接觸器，經(jīng)測(cè)試回路確無短路點(diǎn)后，將開關(guān)合上，所有風(fēng)扇均恢復(fù)了正常運(yùn)行。

2 故障原因分析

2.1 主變風(fēng)冷全停故障分析

為了能夠更加深入透徹地分析該主變風(fēng)冷全停故障的形成原因，檢修人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)冷箱實(shí)際情況和設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)#2主變風(fēng)冷回路及相應(yīng)的信號(hào)回路進(jìn)行分析，大致可將風(fēng)冷回路分為3個(gè)部分，分別是：風(fēng)冷啟動(dòng)回路，風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)回路，風(fēng)冷信號(hào)回路。

（1）風(fēng)冷啟動(dòng)回路。由圖1主變風(fēng)冷啟動(dòng)回路可以看出，#2主變的風(fēng)冷回路的啟動(dòng)主要是通過手動(dòng)啟動(dòng)、溫度啟動(dòng)和電流啟動(dòng)3種方式。但無論哪一種啟動(dòng)方式都是先通過啟動(dòng)中間繼電器ZJ，然后通過中間繼電器ZJ的重動(dòng)節(jié)點(diǎn)來啟動(dòng)接觸器C和熱接觸器RJ，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)控制。因此，當(dāng)4號(hào)風(fēng)扇的接觸器燒壞后導(dǎo)致短路，跳開了相應(yīng)的開關(guān)1ZK后，導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)冷啟動(dòng)回路失電，使中間繼電器失去作用，相應(yīng)的接觸器C和熱接觸器RJ也就不會(huì)啟動(dòng)。

圖1 主變風(fēng)冷啟動(dòng)回路

（2）風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)回路。風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)主要是通過接觸器C和熱接觸器RJ的啟動(dòng)，但是當(dāng)風(fēng)冷啟動(dòng)回路失電的情況下，接觸器C和熱接觸器RJ不會(huì)啟動(dòng)，此時(shí)即使風(fēng)扇三相有電壓，風(fēng)扇電機(jī)仍舊不會(huì)啟動(dòng)。風(fēng)冷電機(jī)啟動(dòng)回路，如圖2所示。

圖2 主變的風(fēng)冷電機(jī)啟動(dòng)回路

（3）風(fēng)冷信號(hào)回路。由圖3主變通風(fēng)回路故障信號(hào)回路，可以看出#2主變風(fēng)冷回路只有“#2主變風(fēng)冷回路故障”這一個(gè)信號(hào)。此告警信號(hào)是在中間繼電器ZJ啟動(dòng)的情況下，且任一風(fēng)扇中接觸器C有故障或者不啟動(dòng)情況下才會(huì)發(fā)出。

圖3 主變通風(fēng)回路故障信號(hào)回路

3 風(fēng)冷啟動(dòng)回路的缺點(diǎn)及影響

經(jīng)過該主變風(fēng)冷啟動(dòng)回路和主變通風(fēng)回路故障信號(hào)回路的特點(diǎn)分析可知，風(fēng)冷啟動(dòng)回路和風(fēng)冷故障信號(hào)回路設(shè)計(jì)存在缺陷，詳細(xì)分析如下：當(dāng)風(fēng)冷啟動(dòng)回路失電，中間繼電器ZJ不會(huì)啟動(dòng)，該信號(hào)也就不會(huì)發(fā)出，從而導(dǎo)致對(duì)風(fēng)冷回路失去監(jiān)控。

當(dāng)4號(hào)風(fēng)扇接觸器C燒壞導(dǎo)致交流短路，跳開了相應(yīng)的開關(guān)1ZK后，整個(gè)風(fēng)冷啟動(dòng)回路都失電，從而中間繼電器不啟動(dòng)，相應(yīng)的接觸器C和熱接觸器RJ也不會(huì)啟動(dòng)。從而導(dǎo)致了#2主變的風(fēng)冷全停故障的發(fā)生，且因?yàn)橹虚g繼電器沒有啟動(dòng)，同樣信號(hào)回路也沒有發(fā)出“#2主變通風(fēng)回路故障”信號(hào)。

雖然對(duì)4號(hào)風(fēng)扇的接觸器燒壞，導(dǎo)致#2主變風(fēng)冷全停這個(gè)嚴(yán)重缺陷及時(shí)進(jìn)行了處理。但是相應(yīng)的信號(hào)回路不完善同樣是一個(gè)很嚴(yán)重的隱患，亟待解決。根據(jù)《DL/T769-2001電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》中4.1.1項(xiàng)：“微機(jī)繼電保護(hù)裝置應(yīng)具有在線自動(dòng)檢測(cè)功能，其內(nèi)容包括微機(jī)保護(hù)硬件損壞、功能失效和二次回路異常運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)?！笨芍擄L(fēng)冷啟動(dòng)回路乃至整個(gè)#2主變風(fēng)冷系統(tǒng)不具備在線自動(dòng)檢測(cè)功能，使得該風(fēng)冷系統(tǒng)在風(fēng)冷啟動(dòng)回路出現(xiàn)短路故障而跳開電源空氣開關(guān)時(shí)，風(fēng)冷系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)失去了監(jiān)控，即使風(fēng)冷全停故障發(fā)生，監(jiān)控也不知情。這就使風(fēng)機(jī)回路短路故障引起風(fēng)冷全停的情況，得不到足夠的重視和及時(shí)有效的處理。

因該信號(hào)回路的不完善，在#2主變風(fēng)冷全停故障發(fā)生之后一段時(shí)間內(nèi)，無論是裝置、后臺(tái)還是監(jiān)控方面，均未收到“#2主變通風(fēng)回路故障”信號(hào)及告警，對(duì)于監(jiān)控及自動(dòng)化人員而言，實(shí)際上是監(jiān)控范圍內(nèi)的盲區(qū)。本次事件中，如不是及時(shí)發(fā)現(xiàn)油溫有異常升高，將可能會(huì)造成更嚴(yán)重的后果。主變風(fēng)扇是降低主變溫度的重要途徑，如果風(fēng)扇全部因故障停止運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致變壓器油溫上升并長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)。

在主變重載運(yùn)行時(shí)，若風(fēng)冷回路出現(xiàn)異常使風(fēng)扇停止運(yùn)行且不能發(fā)送告警信號(hào)至監(jiān)控，則可能使主變處在長(zhǎng)期高溫狀態(tài)下運(yùn)行。長(zhǎng)期高溫運(yùn)行可能損壞主變的絕緣材料的耐壓能力和機(jī)械強(qiáng)度，變壓器的絕緣受損可能引發(fā)變壓器內(nèi)部短路，造成主變跳閘等嚴(yán)重事故。當(dāng)主變油溫達(dá)到一定值時(shí)，變壓器油將產(chǎn)生氣泡甚至劇烈氣化。氣泡會(huì)降低主變內(nèi)部絕緣或引發(fā)閃絡(luò)，造成主變損壞。變壓器油劇烈氣化則可能引發(fā)主變起火甚至爆炸，造成主變損毀甚至人員傷亡。所以，主變風(fēng)冷系統(tǒng)故障不可小視。

4 整改措施

此次主變風(fēng)冷全停事故雖然及時(shí)發(fā)現(xiàn)并妥善處理，但也暴露了因信號(hào)回路的不完善所留下的隱患，該隱患如不及時(shí)處理，可能造成嚴(yán)重后果。因此希望能總結(jié)原因，吸取教訓(xùn)，提出整改建議。

（1）為有效防止該類型隱患引起的故障再次發(fā)生，變電運(yùn)維人員應(yīng)會(huì)同檢修人員對(duì)存在同類型問題的變電站開展專項(xiàng)排查，特別對(duì)重要控制、信號(hào)回路排除當(dāng)電源消失或中斷時(shí)是否影響相應(yīng)回路信號(hào)的發(fā)送。

（2）對(duì)于該類型回路設(shè)計(jì)不完善，可采取補(bǔ)救措施，在端子箱內(nèi)相應(yīng)的開關(guān)加裝輔助接點(diǎn)并接入發(fā)信回路，保證風(fēng)扇啟動(dòng)回路相關(guān)故障信號(hào)在出現(xiàn)交流電源開關(guān)跳閘時(shí)能自動(dòng)發(fā)出故障告警信號(hào)，引起監(jiān)控以及運(yùn)維人員的注意，以防止故障發(fā)展成事故。

（3）對(duì)于風(fēng)冷系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)，帶電更換開關(guān)存在較大風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致此類回路不能立即進(jìn)行整改的，變電運(yùn)維人員應(yīng)加強(qiáng)日常專項(xiàng)巡查，杜絕類似故障或事故的發(fā)生。

5 結(jié)束語

本文對(duì)風(fēng)冷啟動(dòng)回路進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出了該風(fēng)冷啟動(dòng)回路若元件短路則會(huì)造成交流電源開關(guān)跳閘，使得接觸器無法正常工作從而造成整個(gè)冷卻系統(tǒng)停止運(yùn)行，導(dǎo)致變壓器油溫持續(xù)升高的結(jié)論。針對(duì)該風(fēng)冷啟動(dòng)回路所存在的設(shè)計(jì)缺陷，本文提出了相應(yīng)的解決辦法，對(duì)風(fēng)冷啟動(dòng)回路進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)對(duì)其他變電站相似設(shè)計(jì)的風(fēng)冷回路提出了整改措施，消除了安全隱患。