強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器冷卻器全停故障的分析與處理

何政宇 陳振江 韋瑞峰 李衛(wèi)東 王立

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局）

0 引言

大容量的變壓器制冷系統(tǒng)包括：外殼一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)空氣制冷（OFWF）和強(qiáng)迫油循環(huán)水冷（OFAF）。油罐里裝滿了變壓器油，而鐵心和線圈則浸泡在機(jī)油里。變壓器的油流量幫助傳熱線圈和磁心，冷卻液體由上、下管道連接到儲(chǔ)罐，液體則在散熱器的銅管道組件內(nèi)聚集。風(fēng)機(jī)送出或再用冷卻液來冷卻，再通過油泵送到機(jī)油冷卻機(jī)并回到儲(chǔ)罐中。在常溫和負(fù)荷條件下，當(dāng)大功率油風(fēng)冷變壓器在使用時(shí)，當(dāng)其徹底關(guān)機(jī)時(shí)，油溫將會(huì)迅速上升，從而危及到變壓器的絕緣，引起絕緣的失效。若處置不善，將導(dǎo)致電力系統(tǒng)的故障和嚴(yán)重的電力系統(tǒng)故障。故要求風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)完全關(guān)機(jī)后，必須在額定負(fù)值下運(yùn)轉(zhuǎn)20min。20min后，當(dāng)上部油溫沒有超過75Y時(shí)，再進(jìn)行最大溫度75天的操作。然而，任何情況下，最多不能在一個(gè)多鐘頭內(nèi)卸下全部貨物。所以，搞好制冷設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)改造和預(yù)防意外的預(yù)防工作十分必要。強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器見圖1。

圖1 強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器

1 冷卻器全停故障的原因分析

如果某一套工作或副冷卻介質(zhì)發(fā)生故障，則該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，向后備系統(tǒng)發(fā)送輸入訊息，對(duì)其制冷性能和整個(gè)系統(tǒng)都沒有影響。以下是關(guān)于制冷系統(tǒng)的基本理論[1]。

1）冷卻液停機(jī)和運(yùn)行停電Ⅰ（或運(yùn)行停電Ⅱ）兩個(gè)信號(hào)，這說明備用電源電壓正常，電源可能不會(huì)自動(dòng)切換或切換失敗。電路中發(fā)生短路故障的可能性很小，處理此錯(cuò)誤可以驗(yàn)證備用電源連接器的狀態(tài)并辨別故障的性質(zhì)和程度。主電源出現(xiàn)故障時(shí)，備用電源未打開（2C連接器不工作），主要原因是2RD熔斷器電源開關(guān)電路卡死或接觸不良，1C或1ZJ、2ZJ觸點(diǎn)接觸不良，2C文件和終端問題檢查2RD是否斷開連接或連接不良。如果有任何問題，需立即更換，如果沒有問題，需立即手動(dòng)打開和關(guān)閉電源一次。在確定電源II正常且電路沒有故障的情況下，為了爭(zhēng)取時(shí)間不關(guān)閉變壓器，可以采取一些方法強(qiáng)制閉合2C觸點(diǎn)，使冷卻液運(yùn)行。然后，根據(jù)傳統(tǒng)的尋找環(huán)分離的方法，使用標(biāo)志來尋找環(huán)分離的點(diǎn)?；芈分械臒o(wú)通過點(diǎn)處理妥當(dāng)后，電源II中制冷劑工作正常，電源檢查失敗。

2）當(dāng)冷卻液關(guān)閉時(shí)，工作電源I失效，工作電源II失效，全部使用三路信號(hào)。這意味著電源開關(guān)打開，但開關(guān)不成功（程序后備用電源連接器松開），冷卻液電源連接器接觸點(diǎn)下的電路可能有短路故障，這種現(xiàn)象也說明備用電源可能出現(xiàn)異常，檢查電壓繼電器，可以顯示1YJ或2YJ的觸點(diǎn)位置，或測(cè)量電源電壓。

2 冷卻器全停故障的處理方法

正確判斷冷卻液全停的原因：電源電路如果是由于控制線路和冷卻劑自身的問題，則會(huì)引起整個(gè)冷卻系統(tǒng)的停止。解決問題的要害在于要有清晰的思維，要看到問題的實(shí)質(zhì)。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，通常能對(duì)保護(hù)和自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面的判定；裝置狀態(tài)偏移、二次回路有無(wú)短路、放電、燒毀等現(xiàn)象，對(duì)其進(jìn)行粗略的分析和線路誤差[2]。為了避免由于繼電器故障導(dǎo)致的重大故障，在短期之內(nèi)無(wú)法正常工作的情況下，必須及時(shí)告知故障原因，并及時(shí)進(jìn)行回滾式防護(hù)罩及負(fù)荷等轉(zhuǎn)移手段，避免發(fā)生故障。一小時(shí)之內(nèi)不能再用冷卻劑，應(yīng)按計(jì)劃指令關(guān)掉電閘，等候修理。在檢修之前，要對(duì)主變的溫度和負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)控，在制冷裝置無(wú)法徹底關(guān)閉的時(shí)候，允許高油泵制冷變壓器在額定負(fù)荷下工作20min，在20min后，若潤(rùn)滑油溫度不能達(dá)75%，可以提高到75%，但是最多只能使用1h，若變壓器線圈的高溫超過120℃，就需要將其送入變壓器。

電站停電將使制冷設(shè)備徹底停機(jī)，這時(shí)必須迅速地使工廠的供電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并使其能夠在最短的時(shí)間內(nèi)重新啟動(dòng)。若變電站僅有一座變電所或不能供電，則應(yīng)立即向變電站發(fā)出警報(bào)，并拉開對(duì)應(yīng)的斷開壓力，并進(jìn)行轉(zhuǎn)接負(fù)載。由于主變故障造成的嚴(yán)重影響，主變?cè)?0min之內(nèi)停止供電，避免了上部制冷裝置的停電。當(dāng)后備電力不能自行轉(zhuǎn)換至制冷裝置的高級(jí)供電時(shí)，制冷裝置的控制環(huán)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)至后備，若不能進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換，應(yīng)馬上人工進(jìn)行后備供電，使制冷裝置能正常工作。該空調(diào)系統(tǒng)的控制盒結(jié)構(gòu)十分精密，包含了對(duì)制冷劑功率的控制和轉(zhuǎn)換，工作電源指示燈，交流接觸器，輔助控制裝置，和有關(guān)的安全防護(hù)。因?yàn)榇罅康牧慵菀自斐呻娐返亩搪泛筒考膿p壞，從而造成主供電接頭失效，制冷裝置徹底癱瘓[3]。

某一冷卻液的電源或控制電路發(fā)生短路，空氣開關(guān)失效，導(dǎo)致跳閘，最終冷卻系統(tǒng)完全關(guān)閉。例如，部分冷卻液的控制回路發(fā)生短路，電源必須與電路斷開，但主開關(guān)不工作，導(dǎo)致上層總電源中斷。在這種情況下，如果發(fā)現(xiàn)明顯的故障點(diǎn)，關(guān)閉故障冷卻液，斷開故障電路，然后恢復(fù)正常的電路運(yùn)行；若無(wú)明顯故障點(diǎn)或短時(shí)間內(nèi)找不到故障點(diǎn)，次日斷開一次回路中所有空氣開關(guān)，恢復(fù)主電源，然后上下空氣開關(guān)電路一一閉合，如果再次閉合開關(guān)并切斷主電源，則可以判斷并隔離故障電路，恢復(fù)冷卻系統(tǒng)。如果故障電路不能隔離，或者隔離會(huì)直接關(guān)閉冷卻系統(tǒng)，只能關(guān)閉主變壓器。工作電源電路通常接閉合觸點(diǎn)的備用電源啟動(dòng)，如工作中停電、導(dǎo)體跳閘等，但電壓相關(guān)觸點(diǎn)不能重新焊接，導(dǎo)致故障備用電源。例如，控制電路I連接到控制電路II中的固定開關(guān)點(diǎn)KMM2。如果發(fā)生故障I，但靜態(tài)開關(guān)指示燈KMM2不返回，則工作電源II不能正常工作，因?yàn)镵MM2繼電器不工作，在這種情況下，只能由專業(yè)人員處理。

當(dāng)電源出現(xiàn)故障并移動(dòng)時(shí)，備用電源不能正常工作，這也會(huì)導(dǎo)致冷卻液完全停止。如果電源線老化后燒壞，工作電源導(dǎo)體會(huì)退磁，如果后備電源不能自動(dòng)開啟，冷卻液將完全關(guān)閉。在這種情況下，必須手動(dòng)打開備用電源。在不能連接后備電力的情況下，要及時(shí)找出故障的根源，并及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防措施。由于某些因素而使斷路器再一次斷開將使冷卻液體徹底停機(jī)，而在變壓器在常規(guī)操作狀態(tài)下，在開關(guān)合閘后，另外的觸頭 HWJa、HWJb、HWJc在操作時(shí)是閉合的，而一旦有一個(gè)觸點(diǎn)被開啟，則將會(huì)徹底地封閉。這時(shí)，冷卻介質(zhì)系統(tǒng)應(yīng)該在測(cè)試狀態(tài)下進(jìn)行轉(zhuǎn)換，切斷閥的副接觸環(huán)開關(guān)，冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)系統(tǒng)可以正常工作。此時(shí)，操作者可以重新啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)，但不能完全消除故障，必須由專家進(jìn)行相應(yīng)的處理[4]。變壓器冷卻器見圖2。

圖2 變壓器冷卻器

3 冷卻器全停故障處理的注意事項(xiàng)

在線路發(fā)生短路時(shí)，外部檢查沒有發(fā)現(xiàn)任何異常，僅需要一次更換就可以避免重復(fù)傳輸電力至失效地點(diǎn)，造成事故的蔓延，影響供電的正常使用。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，由于冷卻水?dāng)嚅_工作，斷電失敗時(shí)，應(yīng)盡可能地利用冷卻液體的后備供電，使冷卻水重新工作，并對(duì)工作冷卻溶液的供電狀況進(jìn)行檢測(cè)。如果仍用原來的工作電源恢復(fù)制冷劑的工作，由于停電和延遲時(shí)間，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)恢復(fù)[5]。同時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)告?zhèn)鲃?dòng)狀態(tài)，密切監(jiān)測(cè)變壓器油溫和負(fù)荷的變化。如果在短時(shí)間內(nèi)檢查并排除故障，則無(wú)法恢復(fù)變壓器的風(fēng)冷電源，使制冷劑可以正常工作。在變壓器脫扣空冷停機(jī)全保護(hù)前，變送器必須上報(bào)并轉(zhuǎn)移負(fù)載，并在變壓器停機(jī)時(shí)進(jìn)行后處理。打開風(fēng)冷電源開關(guān)，同時(shí)在風(fēng)冷電源箱上，檢查1C以下的導(dǎo)軌和部件的接地和短路情況。兩個(gè)電源斷路器的2C接頭，切斷各冷卻機(jī)的空氣冷卻機(jī)；KK空氣冷卻電源，并關(guān)掉兩個(gè)空氣冷卻的電源。若有風(fēng)冷式電源盒出現(xiàn)短路接地問題，必須馬上拆卸（例如有小型的動(dòng)物；接線端與外殼發(fā)生碰撞、臟污受潮、絕緣損壞等），插入2個(gè)工作功率，打開 KK空氣冷卻電源的控制開關(guān)至 I工作狀態(tài)或II備用狀態(tài)，若狀態(tài)良好，則各冷卻系統(tǒng)將再次啟動(dòng)。若空氣冷卻器未發(fā)生問題，就是由一系列的冷卻器引起。KK的空氣制冷功率控制器設(shè)定為T-II或II-I備用，在進(jìn)行傳統(tǒng)的骨線試驗(yàn)之后，對(duì)各個(gè)制冷設(shè)備進(jìn)行了逐一的試驗(yàn)。最初處于備用和輔助模式的制冷劑庫(kù)可以首先運(yùn)行，以恢復(fù)對(duì)轉(zhuǎn)換器的局部冷卻和油循環(huán)，因?yàn)榉枪ぷ髦评鋭┩ǔ２粫?huì)發(fā)生短路故障，然后一一檢查冷卻液總成原來的工作位置，檢查地面是否有短路，然后試放，最后找出冷卻液總成的故障[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行高效的維護(hù)，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)具有十分關(guān)鍵的作用。為了避免因制冷設(shè)備出現(xiàn)故障而對(duì)其造成的影響，必須對(duì)其進(jìn)行周期性的開關(guān)實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行一次循環(huán)操作和記錄。在年度大修期間，應(yīng)利用變壓器斷電的機(jī)會(huì)，對(duì)制冷裝置進(jìn)行徹底的檢測(cè)和測(cè)試，并進(jìn)行徹底的清潔，以改善其制冷性能。對(duì)變壓器制冷設(shè)備進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即處理?？照{(diào)控制室的門要緊閉，以防水流及其他小型生物的侵入而引起電路的短路。在控制室暴露的連接件上安裝一個(gè)隔離套，可以減少發(fā)生故障。大容量的電力變壓器是電力生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其可靠度對(duì)電力變壓器的安全使用有著很大的關(guān)系。