主变冷却器全停信号回路改进

主变冷却器全停信号回路改进
刘海燕;刘向磊
【摘要】The reasons and induced damage of the full stop of main transformer cooler in Tatay Hydropower Station of Cambodia are analyzed.Improvement measures for the full stop signal circuit of the main transformer cooler are pro-posed, which ensures the safe and stable operation of the station.%分析了柬埔寨达岱水电站主变压器冷却器全停的原因及其危害，提出了主变压器冷却器全停信号回路的技术改造措施，保证了电厂的稳定运行和安全生产。

【期刊名称】《水电与新能源》
【年(卷),期】2015(000)009
【总页数】3页(P51-53)
【关键词】冷却器;断路器;控制回路;互锁
【作者】刘海燕;刘向磊
【作者单位】三峡电力职业学院，湖北宜昌 443000;湖北清江水电开发有限责任公司，湖北宜昌 443000
【正文语种】中文
【中图分类】TM41;TM561;TM645.2+3
达岱水电站位于柬埔寨西部国公省(Koh Kong)，装机容量3×82 MW，多年平均年发电量8.49 亿kW·h。

电站以230 kV一级电压接入柬埔寨电网，出线2回。

电站发电机-变压器组合方式采用单元接线，230 kV侧采用双母线接线。

每台主变低压侧设置1台13.8/10 kV厂高变，经进线开关接入10 kV母线，供给10 kV
厂用电源。

电站于2010-03-29日开工建设，2014年9月，3台机组均正式进入商业运行。

达岱水电站主变冷却方式为强迫油循环水冷式，冷却器全停信号由冷却器投入继电器的常闭触点组成，冷却器全停延时跳闸回路由冷却器控制箱、非电量保护装置共同完成。

当主变冷却器全停时，PLC开始计时，冷却器全停20 min时，当变压器油温达到设定温度时，非电量保护出口动作；当油温未达到设定温度时，PLC计
时到60 min时，非电量保护出口动作。

由于设计的原因，当变压器停止工作时,监控系统就会报冷却器全停故障，那么PLC就会计时，非电量保护就会按照动作逻辑及时出口动作，其后果是：①变压
器停止工作，监控就会报冷却器全停故障，会干扰工作人员的正常思维；②当主变停止工作20 min，油温未到设定温度，非电量保护不会出口，当主变停止工作达到60 min，非电量保护无条件动作出口，这就对设备的安全运行造成很大的不稳定性。

1.1 变压器温度的由来
变压器工作时有两个主要的损耗：铜损，铁损，变压器发热是变压器的损耗所引起的。

变压器在运行中因交变磁通使铁心中产生涡流损耗和磁滞损耗，又因负载电流使线圈中产生电阻损耗。

前者称为铁损，在电压一定时可视为常数；后者称为铜损，与负载电流大小有关。

这两部分损耗全部转变为热能，从而使变压器的铁心和线圈发热，使变压器温度升高。

当变压器工作时，由于电流的作用，在线圈内的铁芯产生磁场，磁场在铁芯内产生涡流，涡流产生热能，若单位时间内变压器产生的热量与其散发出去的热量平衡时，变压器的温度就不再升高；否则，如果温度过高，会加快绝缘漆的脱落，变压器会因温度过高而烧毁[1]。

想要它的寿命更长，所以需
要冷却。

1.2 变压器冷却器的重要性
变压器是电站中重要运行设备，变压器在运行中的温度是影响变压器使用寿命的主要因素，通常变压器需要将运行中产生的热量及时通过冷却器散出，保证变压器工作在合适的温度条件下[2]。

主变风冷系统是保证变压器正常运行最重要的辅助设备，但是强迫油循环风冷却变压器由于冷却面积小，不允许不带冷却器运行，当冷却器全停时，为了防止运行中产生的热量无法散出，损坏变压器的绝缘，冷却器全停设置了20 min和60 min非电量保护出口回路[3]。

所以，强迫油循环风冷却变压器对冷却器的要求则更加严格，在无冷却的条件下，将被迫停止运行。

冷却器的控制回路是冷却系统的重要组成部分，可以起到保护变压器，并根据运行条件发出告警信号，及时提醒运行人员。

1.3 冷却器控制回路解析
由图1知，SA1为变压器冷却器控制回路切换把手，有自动、手动、停止3个位置状态；SA01、SA02、SA03为每组风扇切换把手，有手动、自动、停止3个位置状态。

1)当SA1切换至手动位置时，3组冷却器风扇不受PLC的控制，可以手动启动任意1组冷却器，对主变温度进行冷却。

2)当SA1切换至自动位置时，主变冷却器控制回路受PLC程序控制。

当SA1打到自动状态，可以通过SA01、SA02、SA03开关的位置来投入相应的冷却器，当SA01、SA02、SA03打到手动位置，冷却器直接进入运行状态。

当SA01、SA02、SA03打到自动位置，冷却器可以根据外围的温度信号和负荷信号来投入冷却器，相应的控制是当温度1输入时，启动1号和3号冷却器，先启动1号冷却器，经7 s后再启动3号冷却器；当温度2输入时，启动2号冷却器[4]。

1.4 冷却器全停的危害
当冷却器启动后，相应的KM1、KM2、KM3继电器线圈带电励磁，标志着冷却
器的投入。

当3组冷却器停止运行后，KM1、KM2、KM3继电器线圈失电失磁。

图2为冷却器全停的信号回路，此信号送到监控系统。

由图2知，当三组冷却器
全停止运行后，KM1、KM2、KM3的常闭触点就会闭合，此时监控系统报冷却器全停故障。

当冷却器全停后，KM1、KM2、KM3继电器线圈失电失磁，常闭触点闭合，监控会报冷却器全停故障信号。

此时，PLC开始计时，当冷却器全停20 min时，由图3知，变压器油温达到高温设定温度，KA9继电器励磁，常开触点闭合，20 min
后全停输出，非电量保护出口动作；当PLC计时开始后如果20 min后未出现高
温信号，计时达到60 min时，KA10继电器励磁，常开触点闭合，60 min后全
停输出，非电量保护出口动作。

所以，当主变冷却器未投运时，PLC计时达到60 min，不管油温是否达到设定温度，非电量保护无条件出口动作。

这对现场的设备运行以及设备状态管理造成了严重的干扰。

图4是冷却器自动投入控制回路，KA13中间继电器为冷却器自动投入控制回路继电器，该继电器与主变高低压侧断路器CB和GCB常闭辅助触点串联，该回路受CB和GCB的A、B、C三相常闭辅助触点的互锁。

为了防止主变停运状态下，误报冷却器全停信号，现将KA13常闭触点串接在冷却器全停回路中起互锁作用，
有效防止误报，如图5。

现分析如下。

1)当GCB和CB合闸时，表明变压器处于工作状态，冷却器投运。

主变高低压侧
断路器常闭辅助触点断开，图4冷却器自动投入控制回路未通，KA13失电失磁，KA13常闭触点闭合，冷却器全停信号回路无闭锁。

如果此时出现冷却器全停现象，监控系统会报冷却器全停故障，及时通知工作人员处理故障，如图4所示。

2)当GCB分闸、CB合闸时，此时表明变压器处于热备用或者倒送电状态，冷却
器投运。

GCB常闭辅助触点闭合，CB三相常开辅助触点断开，则图4冷却器自动投入控制回路未通，KA13失电失磁，KA13常闭触点闭合，冷却器全停信号回路无闭锁。

如果此时出现冷却器停止现象，监控系统会报冷却器全停故障，及时通知工作人员处理故障，如图5所示。

3)当GCB和CB都分闸时，表明变压器所在分支处于检修或停运状态，则变压器
停止工作，冷却器不投运。

两断路器常闭辅助触点闭合，则KA13励磁，KA13的常闭触点断开，冷却器全停信号回路闭锁，监控系统不会报冷却器全停故障，如图5所示。

4)由于达岱电厂同期点只有发电机出口断路器GCB，所以，一般情况下，不会出
现GCB合闸、CB分闸位置现象。

冷却器对冷却变压器油温、改善变压器运行环境起到不可或缺的作用，但如果不及时对冷却器的控制回路以及信号回路进行有效技术改造，则会误报信号，更严重的是改变设备的运行或开关位置状况。

所以，本次技改有效地保证了电厂的安全生产，维护了设备的稳定运行。

【相关文献】
[1]电力系统安全稳定控制调查组. 电力系统安全稳定控制开发应用调查综述[J]. 电力系统自动化, 1998, 22(9): 5-8
[2]方思立, 朱方. 电力系统稳定器(PSS)在世界各地的使用情况[J]. 电网技术, 1994, 18(2): 15-19
[3]刘增煌, 方思立. 电力系统稳定器对电力系统动态稳定的作用及与其他控制方式的比较[J]. 电网技术, 1998, 22(3): 4-10
[4]吴小苗, 韩祯祥. 多机电力系统模糊稳定器的协调[J]. 电网技术, 1996, 20(3): 15-17。