一起交流系統(tǒng)改造中導(dǎo)致強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器冷卻器全停的事故分析及預(yù)防

池浩 歐陽琴 何絨 羅紅艷

摘 ?要：本文分析了一起在變電站交流系統(tǒng)改造中對(duì)交流二次回路電纜更換時(shí)由于以前遺留的隱蔽缺陷導(dǎo)致強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器冷卻器全停的事故。通過對(duì)風(fēng)冷控制回路的接線以及交流系統(tǒng)改造造成影響的探討，分析出了導(dǎo)致冷卻器全停的原因，并針對(duì)交流系統(tǒng)改造帶來的風(fēng)險(xiǎn)提出了冷卻器全停的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)迫油循環(huán);冷卻器全停;交流系統(tǒng);零相

1概述

220kV某變電站的220kV#2主變壓器是采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷形式的變壓器。在某次交流系統(tǒng)改造過程中，由于以前風(fēng)冷控制系統(tǒng)接線不規(guī)范以及本次改造現(xiàn)場勘查不徹底，導(dǎo)致風(fēng)冷控制系統(tǒng)失電以及冷卻器全停事件。

2強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷

變壓器常用的風(fēng)冷形式有油浸自冷、油浸風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷等幾種。其中，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷是采用潛油泵將變壓器油在本體和帶有風(fēng)機(jī)的冷卻器中循環(huán)來達(dá)到降溫的目的。它的散熱效率高，常見于220kV及以上電壓等級(jí)的高負(fù)荷變壓器上。但是，如果采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷方式的變壓器一旦發(fā)生電源消失等各類異常導(dǎo)致冷卻器全停時(shí)，變壓器的繞溫、油溫會(huì)急劇升高。這將對(duì)變壓器內(nèi)部絕緣材料造成嚴(yán)重影響，可能導(dǎo)致內(nèi)部絕緣老化、擊穿，甚至造成變壓器爆炸等危及電網(wǎng)運(yùn)行的事故。

因此，采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷方式的變壓器一般都配置有冷卻器全停保護(hù)。當(dāng)變壓器發(fā)生冷卻器全停時(shí)，非電量保護(hù)裝置將啟動(dòng)冷卻器全停跳閘保護(hù)，當(dāng)變壓器上層油溫達(dá)到75℃時(shí)，計(jì)時(shí)20分鐘跳開變壓器各側(cè)斷路器;當(dāng)變壓器上層油溫未達(dá)到75℃時(shí)，計(jì)時(shí)60分鐘跳開變壓器各側(cè)斷路器。

3風(fēng)冷控制回路原理

220kV某變電站220kV#2主變壓器的部分風(fēng)冷控制回路（電源監(jiān)視和切換）如下圖。

如圖所示，風(fēng)冷控制回路分別從Ⅰ、Ⅱ路交流電源中取了一相作為控制回路電源。當(dāng)SS切換把手在“Ⅰ工作”模式時(shí)，觸頭1、2和5、6接通，Ⅰ路交流電源作為該變壓器風(fēng)冷控制箱的主供交流電源，Ⅱ路交流電源作為備用交流電源，通過右側(cè)的控制回路進(jìn)行自動(dòng)切換。即Ⅰ路交流電源電壓及相序正確時(shí)，相序繼電器KV1動(dòng)作，使其在控制回路上的常開接點(diǎn)KV1閉合，繼電器K1動(dòng)作常開接點(diǎn)閉合。同時(shí)，由于KMS2未勵(lì)磁，故其常閉接點(diǎn)也閉合。因而KMS1接觸器吸合，將Ⅰ路交流電源（L1、L2、L3）引入作為風(fēng)機(jī)及潛油泵電源。當(dāng)Ⅰ路交流電源消失或缺相或相序不正確時(shí)，KV1將失磁，其常開接點(diǎn)打開。這又導(dǎo)致繼電器K1失磁，其常開接點(diǎn)打開，KMS1接觸器也失磁，切斷Ⅰ路交流供電。同時(shí)，若Ⅱ路交流電源正常，則其相序繼電器KV2動(dòng)作，導(dǎo)致K2也動(dòng)作，最終使KMS2接觸器勵(lì)磁，其接點(diǎn)接通將Ⅱ路交流電源（L01、L02、L03）引入作為風(fēng)機(jī)及潛油泵電源。

4現(xiàn)場運(yùn)行方式及工作開展

220kV某變電站的220kV#2主變壓器（強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷）的風(fēng)冷控制系統(tǒng)采用兩路交流電源供電，Ⅰ路電源作為主共電源取自35kV#1站用變饋線屏，Ⅱ路電源作為備用電源取自35kV#2站用變饋線屏，通過控制回路自動(dòng)切換。

由于該站交流系統(tǒng)改造期間35kV#1站用變及低壓側(cè)饋線屏停電更換新屏柜，并且沒有啟用應(yīng)急發(fā)電車來代替，因此該主變風(fēng)冷控制系統(tǒng)只有35kV#2站用變饋線屏單電源供電。即圖1中Ⅰ路交流電源失電，只有Ⅱ路交流電源供電，可靠性降低。

5冷卻器全停原因分析

該站本次交流系統(tǒng)改造項(xiàng)目的工作內(nèi)容還包括對(duì)220kV#2主變的有載調(diào)壓交流電纜進(jìn)行更換。當(dāng)施工人員從35kV#1站用變饋線屏拆除220kV#2主變的有載調(diào)壓交流電纜時(shí)，監(jiān)控后臺(tái)發(fā)出了220kV#2主變冷卻器全停信號(hào)。

現(xiàn)場運(yùn)行人員立即開展了緊急處置，發(fā)現(xiàn)220kV#2主變冷卻器全停信號(hào)并不是誤發(fā)，而是其風(fēng)冷控制回路確實(shí)已經(jīng)失電。經(jīng)過對(duì)風(fēng)冷控制箱實(shí)際接線的排查以及對(duì)施工帶來影響的分析，找到了冷控失電的原因。

原因是因?yàn)?20kV#2主變風(fēng)冷控制回路的零相在幾年前的風(fēng)冷控制系統(tǒng)改造過程中并沒有按圖施工，將控制回路的零相（圖1中右上角總零相）接入本電纜零相，而是將其并入220kV#2主變有載調(diào)壓回路的零相。而當(dāng)本次施工人員拆除220kV#2主變的有載調(diào)壓交流電纜時(shí)（包括其零相），相當(dāng)于拆斷了該主變風(fēng)冷控制回路的零相，最終導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)冷控制箱失電，冷卻器全停保護(hù)動(dòng)作。

6預(yù)防措施及總結(jié)

針對(duì)220kV某站的該次冷卻器全停事件的分析結(jié)果，提出了幾點(diǎn)預(yù)防措施。首先，可以采取啟用應(yīng)急發(fā)電車等方式，避免當(dāng)220kV#2主變風(fēng)冷控制箱因35kV#1站用變及饋線屏停電更換而失去一路主供電源。其次，在每次的大修技改等項(xiàng)目中要做好驗(yàn)收工作，避免施工人員不按圖施工，產(chǎn)生寄生回路或接線錯(cuò)誤，留下隱患。同時(shí)，施工人員應(yīng)提前做好現(xiàn)場勘查，理清該次施工涉及的二次回路，分析施工可能造成的影響，提前做好應(yīng)對(duì)措施。

總之，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器的風(fēng)冷控制回路是比較復(fù)雜且重要的，它關(guān)系到作為變電站最重要資產(chǎn)——變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因而，運(yùn)行人員應(yīng)該熟悉其二次回路接線及控制原理，掌握冷卻器全停等異常的處置方法，并在各類工作中監(jiān)督施工人員完善施工方案，謹(jǐn)慎施工，避免冷卻器全停動(dòng)作。