500 kV自耦变压器冷却器异常情况的探讨

（金华电业局，浙江金华321000）

500 kV自耦变压器冷却器异常情况的探讨

卢洪锋，郑平，孟宪华

（金华电业局，浙江金华321000）

分析了500 kV丹溪变1号主变压器的冷却器控制原理及出现的异常情况。冷却器电源监视继电器设计采用三相保护继电器，运行经验表明，该类继电器的实际应用意义不大，反而经常误触发冷却器故障信号，还会给正常运行的变压器带来冷却器全停跳闸的安全隐患，应给予更换。

500 kV；自耦变；冷却器；继电器；异常

冷却装置对变压器的安全稳定运行具有十分重要的作用，大容量的变压器一般都具备完善的冷却器运行监视回路，同时设计有冷却器全停跳闸保护，且该类保护一般都整定跳闸。

500 kV丹溪变电站3台主变全部为常州东芝生产的500 kV分相组式自耦变压器，其中2008年11月投运的1号主变压器，与该站早期投运的2号、3号变压器相比，其冷却器电源监视继电器设计采用了特殊继电器，厂方称为三相保护继电器。现场运行过程中，发现采用三相保护继电器无太大实际意义，且该类继电器性能不稳定，给正常运行的变压器带来一定的安全隐患。

1 冷却器电源监视

大容量变压器一般采用强迫油循环风冷方式，每相的冷却器包括3台油泵和1组（12个）风扇，其中1台油泵备用。冷却器的电源从变压器的总控制柜引接。为监视冷却器的电源情况，除设计有总电源监视继电器（KJ）外，油泵和风扇电源接线的出口处还接有电源监视继电器KJ1， KJ2，KJ3，KJ4，如图1所示。

图1 冷却器电源监视回路

其中，QF01-QF04为对应于冷却器的空气开关，KP1—KP3，KF为交流接触器。风扇或对应的油泵在达到启动条件时，对应的交流接触器励磁，此时若KJ1—KJ4失励，则表明油泵或风扇存在故障，因此会触发对应的油泵或风扇故障信号。500 kV丹溪变电站早期投运的2号、3号主变压器，其冷却器电源监视继电器采用常规继电器，运行过程中没有出现过异常情况。2008年11月投运的1号变压器，其冷却器电源监视继电器采用三相保护继电器，这类继电器在冷却器电源电压越限（一般整定合格范围为300～420 V）的情况下会非正常失励，触发相应风扇、油泵故障告警，以提醒运行人员注意，其目的是防止因电源电压持续越限而损坏设备。

从运行层面看，变电站对站用电的合格范围有严格限制，对站用电越限有完善的监视及调节手段，若冷却器电源电压越限，监控系统会及时发出告警信号，并予以调节。所以，冷却器的电源监视继电器采用三相保护继电器，与采用常规继电器相比，实际意义不大。

2 冷却器控制原理

冷却器风扇和油泵的启动均受油温、负荷控制，可根据油温、负荷状况调节冷却器运行方式，如表1所示。分相组式自耦变压器冷却器控制原理如图2所示。

表1 500kV丹溪变电站冷却器自动控制关系

图2中，S1（S2）为风扇（油泵）“自动/手动”方式切换开关，继电器K1（K2）受启动风扇（油泵）的油温接点控制，一般可整定油温高于50℃（60℃）时动作，继电器K4（K3）受控制风扇（油泵）停转的油温接点控制，可整定为高于40℃（50℃）时动作；KC1（KC2）则受启动风扇（油泵）的负荷接点控制，一般可整定为高于70%（80%）额定负荷时启动。K1X（K2X）为启动风扇（油泵）继电器，其常开接点并入油温接点K1（K2）的作用是实现自保持作用，使得在风扇（油泵）启动后可确保变压器油温降低到整定值以下方可停止运转。SA1，SA2，SA3分别为1—3号油泵“工作/备用”方式切换开关，从图中可以看出，3台油泵通过交流接触器实现了联锁，只允许2台油泵同时运行。

从冷却器的控制原理可知，风扇（油泵）的正常启动不受冷却器电源监视继电器的控制。冷却器电源监视继电器采用三相保护继电器，对冷却器的正常启停没有影响。

3 冷却器异常情况分析

3.1 冷却器故障

500 kV丹溪变电站1号主变压器自2008年11月投运以来，迄今共发现冷却器电源电压正常情况下三相保护继电器不明原因的非正常失励5次，由此可以肯定，用于冷却器电源监视用的三相保护继电器性能欠稳定。该继电器的非正常失励，在风扇（油泵）正常运转的情况下，会触发相应风扇（油泵）故障信号，如图3所示。

当风扇在达到启动条件时，交流接触器KF励磁，其触点闭合。在正常情况下，KJ4得电励磁，其常闭触点打开，不会触发风扇故障信号。但当KJ4非正常失励时，因其常闭触点闭合，所以会触发风扇故障信号，触发油泵故障信号的情形相同。

图2 冷却器控制原理

图3 冷却器故障告警信号回路

在冷却器正常运转的情况下，误发冷却器故障信号容易给运行人员造成误判断。而且，由于三相保护继电器为自保持继电器，要复归风扇（油泵）故障信号，必须手动拉合对应风扇（油泵）的电源空气开关，这又给运行人员带来了一定的误操作风险。

3.2 冷却器全停告警

三相保护继电器的非正常失励，在冷却器运转情况下，除了能触发冷却器故障告警外，还会带来冷却器全停跳闸的安全隐患。

冷却器全停跳闸回路如图4所示，由图可知，当负荷监视继电器KC1闭合时，以下3种情况下将误发冷却器全停告警信号：KJ继电器非正常失励；风扇已启动，而油泵未启动（KJ1—KJ3正常闭合），且KJ4非正常失励；风扇、油泵均已启动，对应风扇、工作油泵的电源监视继电器均非正常失励。

图4 冷却器全停跳闸回路

用作冷却器电源电压监视的三相保护继电器，各种情况下的非正常失励并不鲜见，如果这种现象发生在高温、高负荷的情况时，往往会触发冷却器全停告警信号。从图4可以看出，一旦冷却器全停告警信号出现，即刻启动时间继电器KT5，在KT5整定的计时（一般可整定为20～30 min）结束后，若主变上层油温达到整定的温度（一般可整定为92℃），油温接点闭合，即启动冷却器全停跳闸，跳开主变三侧开关。

在高温、高负荷的情况下，一般大容量主变的正常油温可接近70℃，油温接点闭合的可能性极大，所以，此时误发冷却器全停告警信号，运行人员仅有20～30 min的时间（由KT5整定）进行检查处理，这将给变电站运行人员造成巨大压力，极不利于现场运行。

从以上分析可以看出，误发冷却器全停告警信号的原因，最终归结为三相保护继电器的非正常失励，若采用常规的电源监视继电器，由于不存在非正常失励的现象，则不会出现这类现象。

4 结语

变压器的冷却器电源监视继电器采用三相保护继电器意义不大，而此类继电器非正常失励带来的冷却器故障及冷却器全停告警信号，除给运行人员正常判断带来困扰之外，更有可能威胁主变压器的安全稳定运行，建议更换为常规继电器。运行情况表明，更换后的1号主变压器冷却器运行正常，没有再误触发冷却器故障信号，顺利消除了冷却器全停跳闸的安全隐患。

[1]DL/T 572-2010电力变压器运行规程[S].北京∶中国电力出版社，2010.

[2]杨开国.因主变冷却器故障造成跳闸事故的分析和改进[J].华中电力，2006，19（4）∶61-64.

（本文编辑：杨勇）

Discussion on Abnormal Situation of 500 kV Autotransformer Cooler

LU Hong-feng，ZHENG Ping，MENG Xian-hua
（Jinhua Electric Power Bureau，Jinhua 321000，China）

This paper analyses the control principles of the cooler for No.1 500 kV autotransformer in Danxi substation and its abnormal situation.The three-phase protection relay is adopted for power supply monitoring of the cooler.The operation practice indicates that the application of this type of relays is not desirable and the relays would often trigger cooler fault signals by mistake and cause hidden danger of cooler trip.Replacement of the three-phase protection relay is recommended.

500 kV；autotransformer；cooler；relay；abnormal situation

TM407

：B

：1007-1881（2012）09-0024-03

2012-01-17

卢洪锋（1979-），男，江西高安人，硕士，工程师，技师，从事电力系统运行工作。