主變風冷啟動回路故障的分析與處理0001

主變風冷啟動回路故障的分析與處理摘要：電力系統(tǒng)在國家經(jīng)濟發(fā)展的大背景下，通過投入人力物力，新技術不斷在電力系統(tǒng)應用，并對電磁系統(tǒng)變電站進行綜合自動化改造，截至目前綜合自動化變電站已經(jīng)成為國內(nèi)電力配電的主流，少數(shù)變電站已經(jīng)建成數(shù)字化和智能化變電站?？墒亲儔浩黠L冷控制系統(tǒng)還是采用電磁元件，無法和綜合自動化設備形成優(yōu)化對接。本文對風冷啟動回路進行了詳細分析，得出了該風冷啟動回路若元件短路則會造成交流電源開關跳閘，使得接觸器無法正常工作從而造成整個冷卻系統(tǒng)停止運行，導致變壓器油溫持續(xù)升高的結論。針對該風冷啟動回路所存在的設計缺陷，本文提出了相應的解決辦法，對風冷啟動回路進行了改進，同時對其他變電站相似設計的風冷回路提出了整改措施，消除了安全隱患。關鍵詞：風冷啟動回路；故障；處理引言變壓器在運行中初次級線圈和鐵芯都會產(chǎn)生熱量，變壓器油流經(jīng)這些部位利用熱傳導作用帶走熱量再散發(fā)在環(huán)境空氣中，變壓器產(chǎn)生的熱量多少與負載大小成正比，散熱的好壞與周圍環(huán)境直接相關。負載的變化表現(xiàn)為基礎負荷與周期性負荷的疊加。同時，變壓器也不會總在最壞散熱情況下運行，夏季溫度最高可到40°C室外太陽直射溫度可達50?60°C，但冬季只有10°C以下，甚至達到-30°C。根據(jù)負荷情況和環(huán)境溫濕度的變化，開啟部分風機，這樣的控制策略對變壓器安全運行是可行的。冷風機的可利用小時數(shù)是有限的，隨著投運時間線性遞減。在保證變壓器散熱需要的前提下，適當減少部分冷風機的投運時間，可提高設備使用壽命。1問題分析老式風冷控制系統(tǒng)設備元器件容易損壞，危及檢修人員安全，主要是因為主變風冷控制系統(tǒng)與主變端子箱主變本體非電量信號集成在同一個端子箱內(nèi)，有交流電竄直流的現(xiàn)象，且沒有設獨立風冷控制箱，結構不合理。風冷系統(tǒng)故障后不能及時消缺是因為部分運行時間長的變電站風冷控制系統(tǒng)使用PLC單片機模塊的電子式風冷控制系統(tǒng)運行時間已達10年，使用單片機進行邏輯編程對風冷控制系統(tǒng)運行智能化程度高，但其軟件維護工作量大，對單片機專業(yè)知識要求高，導致發(fā)生故障時不能及時進行消缺，影響主變投運時間。老式風冷控制系統(tǒng)運行可靠性差，因為部分風冷控制箱兩段電嫄切換不可靠，切換過程延時長，動作不及時。告警信號少不能全面反映現(xiàn)場風冷系統(tǒng)工作狀態(tài)，主要由于老式風冷控制柜操控板面設計不合理缺少告警指示燈。瞬時電壓波動影響整個風冷系統(tǒng)的運行可靠性和穩(wěn)定性，因為部分風冷控制柜采用電壓監(jiān)測器受電壓影響幅度大。部分風冷控制箱操作面板及元器件擺放和元器件標簽設計不合理，易使運行人員誤操作。部分風冷控制箱發(fā)生瞬時故障后，不是信號告警不能正常發(fā)出，就是告警信號發(fā)出之后不易復歸。2風冷啟動回路的缺點及影響信號回路的不完善，在主變風冷全停故障發(fā)生之后一段時間內(nèi)，無論是裝置、后臺還是監(jiān)控方面，均未收到主變通風回路故障信號及告警，對于監(jiān)控及自動化人員而言，實際上是監(jiān)控范圍內(nèi)的盲區(qū)。本次事件中，如不是及時發(fā)現(xiàn)油溫有異常升高，將可能會造成更嚴重的后果。主變風扇是降低主變溫度的重要途徑，如果風扇全部因故障停止運行，會導致變壓器油溫上升并長期處于高溫狀態(tài)。在主變重載運行時，若風冷回路出現(xiàn)異常使風扇停止運行且不能發(fā)送告警信號至監(jiān)控，則可能使主變處在長期高溫狀態(tài)下運行。長期高溫運行可能損壞主變的絕緣材料的耐壓能力和機械強度，變壓器的絕緣受損可能引發(fā)變壓器內(nèi)部短路，造成主變跳閘等嚴重事故。當主變油溫達到一定值時，變壓器油將產(chǎn)生氣泡甚至劇烈氣化。氣泡會降低主變內(nèi)部絕緣或引發(fā)閃絡，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，主變風冷系統(tǒng)故障不可小視。3整改措施3.1回路穩(wěn)定性優(yōu)化（1）改變風扇組控制系統(tǒng)電壓方式，貼合實際，實用性更強、更可靠。SPS多功能保護開關啟動電源取自PLC內(nèi)部24V直流電源，利用可控硅的導通來閉合SPS開關。現(xiàn)將控制回路改為交流220V電源控制，直接從一次回路中獲得，簡單實用，且不受特殊的直流電壓方式限制，也不受脆弱的電力電子元件可控硅的限制。（2）將SPS開關改為220V交流電壓型號為LC1-D3210M5N的施耐德接觸器控制，替代不可靠的SPS開關。利用可靠性更強的施耐德廠家所生產(chǎn)的接觸器替代昂貴而不適應戶外多變環(huán)境的SPS多功能保護開關來控制#5、#6主變風冷控制系統(tǒng)回路，通過接觸器來啟動風扇或油泵運行，避免了對特定廠家供貨、日常維護的依賴。同時，在接觸器上加裝同樣是施耐德廠家生產(chǎn)的輔助觸頭模塊LADN22C，增加了兩對常開與常閉觸點，一對常開觸點接到柜體抽風風扇控制回路，實現(xiàn)當任一接觸器工作時，柜體風扇自動啟動，一對常閉觸點控制回路用，剩下的觸點作備用。（3）二次控制系統(tǒng)全面優(yōu)化、升級。通過拆除SPS開關，改變電源控制模式，增加交流接觸器、低壓斷路器和空氣斷路器，配合原有PLC程序控制器和系統(tǒng)外部接線，不改變?nèi)粘＿\行操作，二次控制回路系統(tǒng)進行了復雜重大的改造，在滿足冷卻系統(tǒng)功能要求的基礎上，新設計主變壓器風冷控制系統(tǒng)對回路進行了穩(wěn)定性優(yōu)化，果斷摒棄了部分原有SPS多功能保護開關不適用和重復的功能，通過重新分布控制開關KK和2ZJ、3ZJ中間繼電器的接線，使舊元件適應新回路接線要求，以盡量少的改動和盡可能簡單的布線實現(xiàn)目標效果。改造后接線簡單明了，占用空間少，運行操作方便、簡單。改造后的風冷控制系統(tǒng)投入運行后，設備故障率低，運行穩(wěn)定，改造效果良好，相比于原來采用SPS多功能保護開關控制更具有運行和經(jīng)濟價值。自主設計的主變風冷系統(tǒng)二次控制回路，在布線工藝、運行性能、監(jiān)控能力、保護功能等方面得到了全面升級。3.2更換時間繼電器選擇與之匹配的交流時間繼電器必須具備以下特性:①適合頻繁勵磁;②允許長時間勵磁;③啟動電壓、電流及功率較大;④整定時間應超過3s;⑤至少有一對延時閉合的常開觸點。對幾種常見的交流時間繼電器進行了比較，并對繼電器樣品進行常規(guī)的校驗。在以上試驗結果的基礎上，考慮變壓器冷卻器控制箱內(nèi)有足夠的空間，我們選擇了性能穩(wěn)定但體積稍大的DS-37C型電磁式時間繼電器。取得樣品后，對樣品線圈分別通入間隔周期為0.5?3s的交流脈沖工作電流，讓時間繼電器頻繁勵磁，以此來模擬現(xiàn)場油流繼電器抖動時的繼電器頻繁啟動現(xiàn)象。時間未到整定值，時間繼電器常開觸點不閉合。該試驗的目的于在檢驗線圈在頻繁勵磁情況下的耐受性能。對時間繼電器進行長時間勵磁試驗，線圈勵磁3h，其溫升為1K左右，符合線圈的絕緣要求并與說明書參數(shù)匹配。結語主變壓器風冷控制電路，提高了變壓器冷卻器故障告警回路動作的正確率，使值班員能夠及時地發(fā)現(xiàn)變壓器缺陷和隱患，幫助其對變壓器早期故障作出正確判斷，以及當設備發(fā)生故障后，幫助相關人員作出合理、正確的分析。同時，對主變壓器冷卻器控制電路的設備固有缺陷進行的分析和改進，也可以為從事電氣工程設計工作的人員提供借鑒。參考文獻李曉