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强油风冷主变压器冷却器全停事故分析与处理

作者：姚翊

来源：《科技创新与应用》2013年第25期

摘 要：强迫油循环风冷主变压器冷却器全停是电力系统中非常严重的事故，如果处理不及时或不得当将造成主变压器停运导致大面积停电的严重后果。造成冷却器全停事故的原因很多，文章探讨了相关的判断与处理方法。

关键词：强迫油循环；冷却器；全停事故；处理

前言 本文探讨的课题是变电站日常工作中经常遇到的问题，鉴于各级电力系统的情况千差万别，另外由于本人的专业技术水平有限，许多论点可能有失偏颇或不切实际，不妥和错误之处在所难免，敬请批评指正。

随着社会的不断发展进步，电力系统在国民经济中起到了越来越重要的作用，在社会发展和建设中具有举足轻重的地位。为了保证持续、稳定、可靠的供电，电力系统自身也在不断地发展和建设中，目前投运的变电站逐渐向高电压、大容量发展，而随着变电容量的增加，电力系统中最重要的设备之一——变压器的散热问题对系统的安全稳定运行提出了更高要求。 电力系统中，电压等级在110kv及以下、容量较小的变压器一般采用油浸自冷或油浸风冷的冷却方式。油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。而油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却。加装风冷后可使变压器的容量增加30%～35%。由于这种变压器体积较小，常规的冷却方式已能够满足要求。但对于220kv及以上电压等级的大容量变压器来说，油浸风冷方式已远不能满足散热的要求，所以要采用强迫油循环风冷或水冷的散热方式。强迫油循环冷却方式，是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再返回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风或循环水作冷却介质，把热量带走。这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加容量30%。强油循环变压器的构造与普通的油浸风冷变压器是完全不同的，它的散热面是平的，不象普通变压器内部为了加强散热有许多皱折，如果没有冷却系统，变压器内部的热量只有很少一部分能够散发出去，大部分热量聚集在主压器内部，温度上升很快，在很短时间内就会造成变压器的损坏。因此，这种主变压器对冷却系统的可靠运行提出了更高的要求，一方面冷却系统必须长期不间断地运行，同时必须有能够自动切换的备用冷却器及两组独立电源，在工作冷却器或电源故障时备用冷却器或另一组电源能够随时自动投入运行，保证冷却系统不间断地运行。变压器冷却器全停的相关继电保护中对此也有规定，冷却器全停经油温控制（75℃）20分钟跳闸，不经油温控制60分钟跳闸。因此在处理此类事故的过程中一定要动作迅速，在保护动作前恢复冷却器的运转，防止造成事故跳闸。

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1 冷却器全停事故的处理原则及步骤

1.1 正确判断冷却器全停的原因：电源回路、控制回路、冷却器本身等出现故障都有可能造成冷却器全停。

1.2 处理过程中时刻保持清晰地思路，通过现象看本质，是分析问题的关键。发生故障时从保护或自动装置动作情况、异常信号、设备状态的变位、二次回路是否有短路、放电、烧伤痕迹等综合判断，一般都能够大致分析故障的原因和发生故障的回路。

1.3 处理时争分夺秒，防止继电保护动作造成变压器停电的严重事故，无法在短时间内恢复冷却器电源时，应尽快汇报调度，采取退保护压板、转移负荷等措施防止变压器非计划停运。

1.4 1小时之内无法恢复冷却器运行，应在调度指挥下将变压器停运，等候检修人员处理。

2 冷却器全停时的处理步骤

2.1 检查变压器冷却系统电源是否正常。 2.2 检查冷却器控制电源、保险是否正常。

2.3 在未恢复前必须监视主变压器温度变化和负荷情况，申请调度转移负荷。

2.4 强油循环冷却变压器当冷却系统故障全停时，允许带额定负载运行20分钟，如20分钟后上层油温未达到75℃，则允许上升到75℃，但最长运行时间不得超过1小时。 2.5 若主变压器绕组温度超过120℃保护未动作跳闸，必须申请调度将变压器停运。 3 冷却器全停的原因分析及处理 3.1 站用电失电

站用电失电后，将造成冷却系统的全停。此时应尽快恢复站用电系统的运行，并第一时间恢复主变压器冷却系统的运行。对于只有一台站用变或无法恢复站用电的情况，立即汇报调度，退出相应的跳闸压板，申请转移负荷，60分钟之内将主变压器停运，防止造成主变压器损坏的严重后果。

3.2 冷却系统上一级电源故障，备用电源未能自动投入

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冷却系统上一级电源故障，冷却系统的控制回路会自动切换至备用电源，如果没有自动切换，应立即手动恢复备用电源，恢复冷却系统的供电。 3.3 冷却系统控制箱内故障

冷却系统控制箱非常复杂，主要包括冷却器电源的控制/切换开关、冷却器的控制/切换开关、工作电源指示、交流接触器、备用及辅助控制系统，以及相关保护的继电器等等。由于元件较多，发生短路及元件损坏的机率很大，故障后可能造成主电源接触器的跳闸并造成冷却系统的全停。我们就对各种可能的情况分别加以分析：

a.某一冷却器电源回路或控制回路有短路故障，空气开关不能跳闸，造成越级跳闸，最终导致冷却系统的全停。例如某一段冷却器控制回路中有短路现象，本来应由本回路总开断开电源，但总开关拒动，则会造成上一级总电源跳闸。遇到这种情况时，如果能够发现明显的故障点，则首先将故障冷却器停用，断开故障回路，然后恢复正常回路的工作；如果无明显的故障点或短时间无法找到故障点，则应将下一级回路的各空气开关全部拉开，然后恢复主电源供电，再逐一合上下一级回路的空气开关，如果合上某开关再次造成主电源停电，则可判断故障回路，将此回路隔离，恢复主电源的供电，接着恢复冷却系统的运行。如果故障回路无法隔离，或隔离后将直接导致冷却系统的停运，则只能将主变停运。

b.工作电源回路一般都串接了备用电源启动的常闭接点，如工作电源故障，接触器跳闸，但相关的电压接点粘连不返回，造成备用电源无法投入。例如I路控制回路中串接了II路控制回路中的常开接点KMM2，如I路故障跳闸，但常开接点KMM2接点不返回，则II路工作电源由于KMM2继电器未动作，电源无法接通而无法正常工作。遇到这种情况，只能由专业人员处理。

c.某路电源故障跳闸后，备用电源没有正确投入，也会导致冷却器全停。如电源线老化后烧断，造成工作电源接触器失磁，而此时如果备用电源无法自动投入，也将造成冷却器全停。遇到这种情况时，应手动将备用电源投入运行。备用电源无法投入时应尽快查明原因，否则应采取相应措施，防止变压器跳闸。

d.断路器辅助接点因某种原因断开，也将造成冷却器全停。变压器正常运行时，断路器合闸位置继电器辅助接点HWJa、HWJb、HWJc工作时闭合，只要有一个接点断开，将造成冷却器全停。此时应将冷却器自动切换开关切至试验位置，断开断路器辅助接点回路控制，冷却器将自动恢复运行状态。这种情况运行人员能够恢复冷却器的运行，但接点断开的问题无法处理，只能采取相应的措施，等候专业人员处理。

总之，处理冷却器全停故障时一定要保持清醒地头脑，正确判断故障的原因，同时在最短的时间内采取最有效的方式予以解决，将可能造成的后果或影响降低到最小限度，要做到这一点，值班员要非常熟悉冷却器的控制和电源回路，还要具备丰富的经验和稳定的心理素质，要达到这些要求，不是短时间能够一蹴而就的。因此，在处理类似问题时，需要全体处理人员的