一起強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷控制故障引起變壓器跳閘事故的分析與處理

劉立燦

（邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司能源中心，河北邯鄲 056015）

前言

邯鋼集團(tuán)公司某220 kV 變電站4 臺(tái)120 MVA變壓器采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷冷卻方式，根據(jù)《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程（DL/T572-2010）》規(guī)定，強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻系統(tǒng)必須有兩個(gè)獨(dú)立的工作電源，兩個(gè)工作電源能夠自動(dòng)和手動(dòng)切換；當(dāng)冷卻系統(tǒng)全停時(shí)，按要求規(guī)定啟動(dòng)變壓器跳閘；冷卻器全停時(shí)變壓器最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)1 h。強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器的冷卻系統(tǒng)故障能夠啟動(dòng)變壓器的跳閘回路，該220 kV 變電站發(fā)生過(guò)一起由于冷卻系統(tǒng)故障導(dǎo)致的變壓器跳閘事故，導(dǎo)致鐵、鋼、軋各產(chǎn)線大面積停電停產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，雖然進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)，但教訓(xùn)極為深刻。

1 事故經(jīng)過(guò)

220 kV 變電站1#主變按計(jì)劃完成清掃檢修試驗(yàn)后，根據(jù)調(diào)度指令由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行后，對(duì)變壓器進(jìn)行檢查，冷卻器油泵、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，負(fù)荷正常，聲音正常，主變溫升正常，值班人員對(duì)檢查結(jié)果記錄在運(yùn)行日志薄上。運(yùn)行1 h 左右，1#主變突然跳閘，中央信號(hào)屏發(fā)出“1#主變冷卻器全?！毙盘?hào)。

2 原因分析

事故發(fā)生后，值班人員立即到現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷控制箱電源指示燈正常，風(fēng)控箱內(nèi)接觸器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、熱繼電器等元器件及接線外觀無(wú)異常，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)發(fā)熱、損毀現(xiàn)象。

通過(guò)對(duì)強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷電源控制原理（如圖1所示）以及風(fēng)冷全停跳閘跳閘回路（如圖2 所示）分析和梳理，其工作原理如下。

強(qiáng)油風(fēng)冷有兩路380 V 交流電源供電，可以通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)KK 切換工作電源。當(dāng)兩路380 V 交流電源都帶電時(shí)，電壓繼電器KV1、KV2吸合；KK處于1 位置時(shí)，接觸器KM1 線圈吸合工作，電源1 工作；當(dāng)KK 處于2 位置時(shí)，接觸器KM2 線圈吸合工作，電源2 工作；當(dāng)KK 處于0 位置時(shí)，接觸器KM1、KM2 線圈均斷電釋放，冷卻器停運(yùn)。如果交流工作電源故障失電，電壓繼電器返回，其接點(diǎn)接通備用電源接觸器線圈得電吸合，備用電源繼續(xù)帶冷卻器工作。

強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器冷卻器正常是自動(dòng)投入的，變壓器投運(yùn)時(shí)，其高、中、低壓三側(cè)斷路器合閘，其輔助接點(diǎn)斷開(kāi)啟動(dòng)繼電器K 的控制電源，K 常閉接點(diǎn)返回，接通風(fēng)冷控制接觸器KM1 或KM2 線圈電源，冷卻器投運(yùn)。

圖1 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷電源控制原理圖

當(dāng)冷卻器兩路電源全失電時(shí)，風(fēng)冷全停，接觸器KM1、KM2 線圈斷電釋放，其常閉觸點(diǎn)返回，啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT。時(shí)間繼電器KT 設(shè)有兩個(gè)整定值，其接點(diǎn)KT-1 整定值為20 min，與溫度繼電器KTP接點(diǎn)串聯(lián)啟動(dòng)三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘，KTP 繼電器整定值為75 ℃；接點(diǎn)KT-2 整定值為60 min，直接啟動(dòng)三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘。即如果變壓器溫度達(dá)到或超過(guò)75 ℃，風(fēng)冷全停20 min 主變跳閘；如果變壓器溫度低于75 ℃，風(fēng)冷全停60 min主變跳閘。

圖2 強(qiáng)油風(fēng)冷全停跳閘回路圖

經(jīng)過(guò)檢查風(fēng)控箱，發(fā)現(xiàn)時(shí)間繼電器KT 動(dòng)作，延時(shí)60 min接點(diǎn)KT-2接通跳閘回路。進(jìn)一步測(cè)量發(fā)現(xiàn)，兩路電源電壓正常，電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)KK 處于1 位置，短接啟動(dòng)風(fēng)冷繼電器K 常閉接點(diǎn)1，接觸器KM1吸合，KM2 釋放，但此時(shí)測(cè)量接觸器KM1、KM2 常閉輔助接點(diǎn)，均處于返回接通狀態(tài)，接通了時(shí)間繼電器KT，繼而啟動(dòng)主變跳閘，說(shuō)明接觸器KM1 常閉輔助觸點(diǎn)不正常。對(duì)接觸器KM1進(jìn)行拆解，發(fā)現(xiàn)KM1輔助接點(diǎn)卡澀松脫，無(wú)論接觸器鐵芯是否動(dòng)作，輔助接點(diǎn)均不動(dòng)作，這就是此次“1#主變冷卻器全停”跳閘的原因。

3 改進(jìn)措施及效果

（1）由于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷系統(tǒng)電源接觸器的重要性，一旦故障可能導(dǎo)致主變跳閘的嚴(yán)重事故，將兩個(gè)電源接觸器KM1、KM2 全部更換成質(zhì)量可靠的產(chǎn)品。

（2）為了防止接觸器常閉輔助觸點(diǎn)故障啟動(dòng)跳閘回路，電源接觸器KM1、KM2 分別采用兩個(gè)常閉輔助觸點(diǎn)串聯(lián)啟動(dòng)跳閘回路，如圖3所示。

圖3 強(qiáng)油風(fēng)冷全停跳閘回路改進(jìn)圖

改進(jìn)后，電源接觸器KM1和KM2的兩個(gè)常閉輔助觸點(diǎn)同時(shí)返回，才會(huì)啟動(dòng)主變跳閘回路，大大降低了輔助觸點(diǎn)故障誤啟動(dòng)主變跳閘的風(fēng)險(xiǎn)，提高了可靠性。

（3）為了提高強(qiáng)油風(fēng)冷啟動(dòng)回路的可靠性，分別采用啟動(dòng)繼電器K的兩個(gè)常閉點(diǎn)并聯(lián)方式啟動(dòng)風(fēng)冷，如圖4所示。

圖4 強(qiáng)油風(fēng)冷啟動(dòng)回路改進(jìn)圖

（4）由于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷控制箱露天安裝在主變旁，在風(fēng)控箱上部加裝防護(hù)頂棚，晴天防止太陽(yáng)直射，降低風(fēng)控箱運(yùn)行溫度；雨天防止風(fēng)控箱進(jìn)水，改善風(fēng)控箱的運(yùn)行環(huán)境。

（5）正常運(yùn)行時(shí)，加強(qiáng)強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷控制箱的巡視檢查和測(cè)溫，檢查運(yùn)行的電源接觸器是否異響，測(cè)量溫度是否異常，如發(fā)現(xiàn)聲音和溫度異常應(yīng)及時(shí)切換電源，消除缺陷。

（6）主變檢修時(shí)，同時(shí)對(duì)強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷控制箱進(jìn)行檢查和維護(hù)，檢查電源接觸器及其觸點(diǎn)動(dòng)作是否靈活，觸點(diǎn)是否氧化。如果觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)卡澀動(dòng)作不靈活，應(yīng)及時(shí)更換成新的接觸器。如果觸點(diǎn)氧化，應(yīng)用細(xì)砂紙打磨清除氧化層，確保接觸良好。測(cè)量控制回路絕緣電阻，其值最低不小于1 MΩ，防止直流接地造成的主變誤跳閘。

通過(guò)上述技術(shù)改進(jìn)和加強(qiáng)維護(hù)措施后，主變壓器強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷系統(tǒng)一直運(yùn)行良好，沒(méi)有再發(fā)生類似故障。

4 結(jié)束語(yǔ)

變壓器冷卻系統(tǒng)雖然屬于變壓器的輔助設(shè)備，但其可靠運(yùn)行至關(guān)重要，因此，要像對(duì)待主設(shè)備一樣重視對(duì)輔助設(shè)備的管理和維護(hù)，制定出巡檢、維護(hù)、檢修內(nèi)容和周期，完善和消除控制回路缺陷，確保不出現(xiàn)影響主設(shè)備運(yùn)行的故障，才能保證供電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，更好地為生產(chǎn)發(fā)展服務(wù)。