《一起交流系统改造中导致强迫油循环变压器冷却器全停的事故分析与预防》
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摘 要：本文分析了一起在变电站交流系统改造中对交流二次回路电缆更换时由于以前遗留的隐蔽缺陷导致强迫油循环风冷变压器冷却器全停的事故.通过对风冷控制回路的接线以及交流系统改造造成影响的探讨,分析出了导致冷却器全停的原因,并针对交流系统改造带来的风险提出了冷却器全停的预防措施.
关键词：强迫油循环;冷却器全停;交流系统;零相
1概述
220kV某变电站的220kV#2主变压器是采用强迫油循环风冷形式的变压器.在某次交流系统改造过程中,由于以前风冷控制系统接线不规范以及本次改造现场勘查不彻底,导致风冷控制系统失电以及冷却器全停事件.
2强迫油循环风冷
变压器常用的风冷形式有油浸自冷、油浸风冷、强迫油循环风冷等几种.其中,强迫油循环风冷是采用潜油泵将变压器油在本体和带有风机的冷却器中循环来达到降温的目的.它的散热效率高,常见于220kV及以上电压等级的高负荷变压器上.但是,如果采用强迫油循环风冷方式的变压器一旦发生电源消失等各类异常导致冷却器全停时,变压器的绕温、油温会急剧升高.这将对变压器内部绝缘材料造成严重影响,可能导致内部绝缘老化、击穿,甚至造成变压器爆炸等危及电网运行的事故.
因此,采用强迫油循环风冷方式的变压器一般都配置有冷却器全停保护.当变压器发生冷却器全停时,非电量保护装置将启动冷却器全停跳闸保护,当变压器上层油温达到75℃时,计时20分钟跳开变压器各侧断路器;当变压器上层油温未达到75℃时,计时60分钟跳开变压器各侧断路器.
3风冷控制回路原理
220kV某变电站220kV#2主变压器的部分风冷控制回路（电源监视和切换）如下图.
如图所示,风冷控制回路分别从Ⅰ、Ⅱ路交流电源中取了一相作为控制回路電源.当SS切换把手在“Ⅰ工作”模式时,触头1、2和5、6接通,Ⅰ路交流电源作为该变压器风冷控制箱的主供交流电源,Ⅱ路交流电源作为备用交流电源,通过右侧的控制回路进行自动切换.即Ⅰ路交流电源电压及相序正确时,相序继电器KV1动作,使其在控制回路上的常开接点KV1闭合,继电器K1动作常开接点闭合.同时,由于KMS2未励磁,故其常闭接点也闭合.因而KMS1接触器吸合,将Ⅰ路交流电源（L1、L2、L3）引入作为风机及潜油泵电源.当Ⅰ路交流电源消失或缺相或相序不正确时,KV1将失磁,其常开接点打开.这又导致继电器K1失磁,其常开接点打开,KMS1接触器也失磁,切断Ⅰ路交流供电.同时,若Ⅱ路交流电源正常,则其相序继电器KV2动作,导致K2也动作,最终使KMS2接触器励磁,其接点接通将Ⅱ路交流电源（L01、L02、L03）引入作为风机及潜油泵电源.
4现场运行方式及工作开展
220kV某变电站的220kV#2主变压器（强迫油循环风冷）的风冷控制系统采用两路交流电源供电,Ⅰ路电源作为主共电源取自35kV#1站用变馈线屏,Ⅱ路电源作为备用电源取自35kV#2站用变馈线屏,通过控制回路自动切换.
由于该站交流系统改造期间35kV#1站用变及低压侧馈线屏停电更换新屏柜,并且没有启用应急发电车来代替,因此该主变风冷控制系统只有35kV#2站用变馈线屏单电源供电.即图1中Ⅰ路交流电源失电,只有Ⅱ路交流电源供电,可靠性降低.
5冷却器全停原因分析
该站本次交流系统改造项目的工作内容还包括对220kV#2主变的有载调压交流电缆进行更换.当施工人员从35kV#1站用变馈线屏拆除220kV#2主变的有载调压交流电缆时,监控后台发出了220kV#2主变冷却器全停信号.
现场运行人员立即开展了紧急处置,发现220kV#2主变冷却器全停信号并不是误发,而是其风冷控制回路确实已经失电.经过对风冷控制箱实际接线的排查以及对施工带来影响的分析,找到了冷控失电的原因.
原因是因为220kV#2主变风冷控制回路的零相在几年前的风冷控制系统改造过程中并没有按图施工,将控制回路的零相（图1中右上角总零相）接入本电缆零相,而是将其并入220kV#2主变有载调压回路的零相.而当本次施工人员拆除220kV#2主变的有载调压交流电缆时（包括其零相）,相当于拆断了该主变风冷控制回路的零相,最终导致整个风冷控制箱失电,冷却器全停保护动作.
6预防措施及总结
针对220kV某站的该次冷却器全停事件的分析结果,提出了几点预防措施.首先,可以采取启用应急发电车等方式,避免当220kV#2主变风冷控制箱因35kV#1站用变及馈线屏停电更换而失去一路主供电源.其次,在每次的大修技改等项目中要做好验收工作,避免施工人员不按图施工,产生寄生回路或接线错误,留下隐患.同时,施工人员应提前做好现场勘查,理清该次施工涉及的二次回路,分析施工可能造成的影响,提前做好应对措施.
总之,强迫油循环风冷变压器的风冷控制回路是比较复杂且重要的,它关系到作为变电站最重要资产——变压器的安全稳定运行.因而,运行人员应该熟悉其二次回路接线及控制原理,掌握冷却器全停等异常的处置方法,并在各类工作中监督施工人员完善施工方案,谨慎施工,避免冷却器全停动作.
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