主变辅助冷却器频繁启动原因分析及处理

2021-02-16朱国超

青海电力 2021年4期

朱国超，陈姣

(国网青海省电力公司检修公司，青海西宁 816000)

0 引言

在电网的运行中，变压器是电力系统的重要组成部分，是变电站的心脏〔1〕。如果发生故障就会给系统的正常供电和安全运行带来严重的影响，因此根据变压器的容量大小及其相关型号，必须装设良好及可靠的主变风冷系统〔2〕。可靠、安全的风冷控制系统是保障主变安全、稳定运行必不可少的重要组成部分。

通过对某330 kV变电站主变风冷控制系统的深入研究，分析辅助冷却器频繁启动原因，确定了故障位置并及时处置。研究、掌握此类问题处理方法，对主变风冷系统安全稳定运行提供可靠参考价值，并对日后安全稳定运行提出建议。

1 异常概述

某330 kV变电站后台频繁上送“2号主变压器辅助冷却器启动动作”及“2号主变压器辅助冷却器启动复归”信息，且至2号主变现场观察，2号主变风冷控制柜内部分继电器频繁吸合、复归状态，处于辅助位置的2号冷却器确实处于频繁启动、停止状态；异常状态从后台监控信息、现场风冷控制柜继电器、现场辅助位置冷却器均能体现。

2 诊断分析

2.1 启动辅助冷却器条件

主变风冷控制系统启动辅助冷却器条件有以下两条：(1)根据变压器油面温度表温度值启动辅助冷却器；(2)根据变压器可承载的负荷设定过负荷启动辅助冷却器。其二次回路原理如图1。

图1 辅助冷却器启动条件图

图中：KT1为过负荷启动辅助冷却器回路时间继电器及其延时闭合辅助触点；POP1 55为主变油面温度表55 ℃辅助触点；POP1 45为主变油面温度表45 ℃辅助触点；K3为过负荷启动辅助冷却器回路中间继电器及其辅助触点；KA2为过负荷启动辅助冷却器回路电流继电器KA2辅助触点。

2.2 分析启动辅助冷却器条件

根据图1可知：(1)油面温度过高启动辅助冷却器的温度条件是当油面温度达到55 ℃时启动辅助冷却器，并通过K3继电器常开触点与油面温度表45 ℃触点串联构成保持回路；(2)根据设定的过负荷电流定值启动辅助冷却器，计算该动作电流值。由于用于过负荷启动辅助冷却器的电流为主变压器中压侧套管电流，所以在此只计算过负荷时中压侧二次侧电流大小。

2号主变压器容量：150/150/45MVA；电压等级：345±(8×1.25 %)/121/37.5 kV；中压侧CT变比:1200/5。上述条件用于计算启动辅助冷却器的主变压器中压侧一、二次额定电流及动作电流。其中一次额定电流：

式中：Sm为主变中压侧容量,VA；Um为主变中压侧额定电压,V；Im1为主变中压侧一次额定电流,A。二次额定电流：

式中：Im1为主变中压侧一次额定电流,A；Im2为主变中压侧二次额定电流,A；nTAm为主变中压侧启动辅助冷却器CT绕组变比。

现场主变过负荷启动辅助冷却器定值按主变压器额定负荷80 %整定过负荷启动辅助冷却器，即动作电流：

Izd=80%×Im2=0.8×2.975=2.38(A)

式中：Izd—为整定电流继电器启动辅助冷却器的动作电流；由以上计算过程可得：2号主变过负荷启动辅助冷却器电流继电器整定电流值为2.38 A。

2.3 故障点分析及查找

由于在此为分析辅助冷却器启动，故只绘制辅助冷却器启动相关回路原理图，详见图2辅助冷却器启动回路原理图。

图2 辅助冷却器启动回路图

图中：KT2—为启动备用冷却器回路时间继电器及其延时闭合辅助触点；SY为工作/试验位置转换开关；SC为工作/辅助/备用状态装换开关；K4为启动备用冷却器回路中间继电器及其辅助触点；K3NO1、K3NO2为过负荷启动辅助冷却器回路中间继电器K3辅助触点。

先分析是否为正常情况下达到启动条件临界值而致使辅助冷却器频繁启动及停止？

(1)主变达到过负荷定值致使电流继电器KA2动作使得回路中KA2触点闭合，从而导致此现象；

(2)主变油面温度达到55 ℃致使POP1 55触点闭合，从而导致此现象。

查看后台监控画面显示主变中压侧电流及主变中压侧测控发现中压侧一次电流425.86 A，由此亦可推算出流过KA2继电器的电流为：

式中：IKA2为流过KA2电流继电器的计算电流，A；Imfh1为中压侧负荷电流一次值，A；nTAm为接入KA2电流继电器的绕组CT变比。

由上计算结果可知主变未达到启动辅助冷却器的电流值，故此判断不是过负荷导致辅助冷却器启动、比临界值小0.61 A，更不可能导致频繁启动；

查看后台显示主变压器油面温度为39.7 ℃，再至现场查看油面温度表温度为40 ℃左右，未达到启动辅助冷却器的温度值，故此判断不是油温高导致辅助冷却器启动、比临界值低近15 ℃，也不可能导致频繁启动；

以上分析说明辅助冷却器为非正常启动。

由图2可知该回路中继电器及相关继电器触点众多，由此能造成辅助冷却器频繁启动及停止原因也比较多，因此我们需分析具体有哪些原因可以造成辅助冷却器非正常频繁启动。

结合图1、图2分析可知能导致辅助冷却器启动的原因可能性较大的有：

(1)启动辅助冷却器的中间继电器K3继电器用于回路中的两个常开触点K3NO1及K3NO2误闭合、复位，可直接导致辅助冷却器启动及停止；

(2)用于冷却器启动条件回路中的过负荷启动辅助冷却器电流继电器KA2的常开触点KA2误闭合、复位，从而致使中间继电器K3继电器频繁动作复归，继而导致辅助冷却器启动及停止；

(3)时间继电器KT1延时闭合触点误闭合；

(4)用于冷却器启动条件回路中的油温高启动辅助冷却器油面温度表POP1的常开触点POP1 55误闭合、复位，从而致使中间继电器K3继电器频繁动作复归，继而导致辅助冷却器启动及停止。

通过以上分析,我们根据得出的结果逐一在辅助冷却器频繁启动及停止过程中查找故障点，先用短接回路中触点的方法测试，查看辅助冷却器频繁启动、停止现象是否继续存在来判断。测试现象及是否有可能为该原因结果见表1：

表1 短接触点测试结果表

经过上述推断：有可能是KA2触点、KT1触点或POP1 55触点导致；再用分别断开这三个触点方法查看辅助冷却器频繁启动、停止现象是否继续存在来判断；测试现象及是否有可能为该原因。结果见表2：

表2 断开触点测试结果表

综上所述，造成辅助冷却器频繁启动、停止的原因是KA2或KT1触点。而KA2触点频繁吸合、复位可造成KT1触点伴随出现频繁吸合、复位现象，并且时间继电器KT1动作灯同时出现频繁点亮、熄灭现象，所以基本可以确定是KA2触点造成辅助冷却器频繁启动、停止。

3 异常点确定及处理

下面需要找出什么原因导致KA2触点频繁吸合、复位。KA2触点为电流继电器常开触点，只有可能是电流继电器在频繁动作、复归；确定是否是电流继电器导致需要对电流继电器进行加量校验，由于接入KA2电流继电器还串接入用于过负荷锁闭有载调压电流继电器KA1回路中，在对KA2进行校验前需对该电流回路做好安全措施，该电流完整回路如图3。

图3 过负荷启风冷电流回路图

图中：KA1为过负荷闭锁有载调压回路电流继电器；KA2为过负荷启动辅助冷却器回路电流继电器。

具体安全措施为：将电流端子ID7、ID8用两联实验插针短接，然后解开电流继电器KA2电流引入、引出线即可；做好安措后的电流回路图如图4。

图4 校验电流继电器安措图

做好安全措施后对KA2进行加量测试，共计测试5次，测试结果见表3。

表3 原始态电流继电器动作特性测试表

至此可以最终确定是KA2电流继电器未校准精确造成辅助冷却器频繁启动、停止。

为了使主变压器风冷控制系统恢复正常，防止辅助冷却器在非正常启动条件下频繁启动、停止，需要对过负荷电流继电器KA2重新整定校验。

对KA2电流继电器按照定值重新校准后在对其进行5次测试，测试结果见表4。

表4 校验后电流继电器动作特性测试表

根据上表测试数据可以得出电流继电器整定校验正确，可以投入运行，恢复安措，接好电流继电器KA2电流引入、引出线，取下连接电流端子ID7、ID8用两联实验插针即可。

综上所述，造成辅助冷却器频繁启动、停止的原因是KA2电流继电器动作电流整定值错误导致。

4 结论及建议

4.1 结论

主变压器风冷控制系统原理、回路复杂，实现过程依靠许多继电器来实现。故障时，查找原因困难，但是只要分析清楚各种状态下的冷却器控制回路中各个元器件在回路中的作用，便可以简化故障、异常处理过程，能够省时省力的完成工作任务。本文通过对某330 kV变电站2号主变风冷控制系统辅助冷却器频繁异常启动问题的研究，分析辅助冷却器频繁启动原因，及时准确查找故障点，为主变风冷系统安全稳定运行提供保障。

通过以上分析方法可以及时处理由于启动条件误动、触点误动、继电器误动等原因造成的故障、异常。