主变风冷设计缺陷导致误报风冷全停处理措施

陈虎

摘要：本文根据国外某电厂主变在运行时主变非电量保护装置报风冷全停信号，后台却显示风冷系统三组风扇都在运行，到现场实际检查风扇确已经投入。然后仔细分析风冷系统的二次回路图，又分析故障录波装置录到的波形，与其它项目的报警回路设计做了比较，发现了风冷全停信号报警原因，进而提出改进的方法，避免了因为设计缺陷而导致的主变风冷全停误报警信号。

关键词：风冷系统全停；原因分析

2017年11月，国外某项目在主变带负荷运行时非电量保护装置收到风冷全停信号报警，NCS后台却显示风冷系统正常工作，运行人员去就地检查发现实际就地风冷系统也是在运行。所幸在带负荷测试前，退出了风冷系统全停保护压板，没有把运行的主变从电网上分离，没造成任何事故。

1 事情经过

国外某发电厂升压站主变风冷系统设计有四组风扇，其中三组风扇正常时都在工作，一组风扇作为备用，只有当其它三组风扇某一组有故障时，第四组风扇才投入运行。主变受电完成后，由于#4主变没有条件进行带负荷测试，于是临时退出了主变差动保护、本体压力释放、风冷全停压板，接着新建的接入该主变的两台发电机组整套启动。在两台发电机并网带上负荷时，由于主变风冷系统里设计有50%额定电流启动风冷的回路，当发电机负荷增加时，NCS后台收到保护报警铃声，运行人员检查各个画面，发现#4主变非电量保护装置报“风冷全停”，检查NCS后台#4主变测控画面确是风冷系统确是显示运行正常，去就地检查风冷系统确是在运行，这给运行人员带来了困惑，以为是非电量保护装置误报此信号。但是在发电机整套启动做变负荷试验过程中发现#4主变又报了同样的信号，这说明不是保护装置的问题，保护装置确是收到了风冷全停的信号。但是NCS后台和实际未见风冷全停，说明主变风冷系统信号回路，存在着缺陷，不能真实反映主变冷却器的情况，现场调试人员又仔细审查设计图纸，但是没有发现设计图纸上的缺陷。又对照其它现场的风冷系统设计图纸，并调取非电量保护装置动作时的故障录到的波形，发现确是设计上的缺陷，导致的保护装置收到风冷全停信号一个毫秒脉冲。只有当两组电源KM1和KM2同时失电，或者变压器按负荷控制风冷继电器KA3、油面温度控制继电器KA4两个任一个得电，四组风扇接触器KM3-KM6都失电才报风冷全停。

设计时未考虑当KA3或KA4继电器得电瞬间，KM3-KM5接触器辅助触点得电动作需要一定时间，录波装置测到的风冷全停时间仅为48mS，假设电信号的传输时间为0mS，风冷全停信号在KA3或者KA4动作时就发出风冷全停信号，保护装置在收到该信号48mS后KM3接触器常闭点断开，风机全停信号消失。保护装置可以复位，但是在这48mS的时间内，如果装置整定风冷全停跳开关时间为0S，在一时间内保护装置足够发出跳断路器指令，给运行带来影响。

2 主变风冷全停报警信号其它设计

通过对比其它不同厂家及设计院对于风冷系统设计的资料来看，其它项目的设计有以下几种：

（1）基于PLC的编程逻辑来控制风冷系统，风机全停报警也是由PLC发出。

（2）当两段电源全部消失，冷却器装置全部停止工作，根据变压器的上层油温高低，经一定时限作用于跳闸。

（3）风冷全停信号由变压器所有冷却器的动力回路热继电器故障时发出。

3 处理方法

对比其它资料，通过仔细的分析，对于现场的风机全停报警信号回路的完善主要是：在两路电源正常工作时，KA3或者KA4得电瞬间，不要让该信号传输到非电量保护装置。针对这个问题，提出了以下几种解决方案：

（1）增加一个时间继电器KT4，在KA3或KA4得电时，时间继电器KT4也动作，但是在时间整定上大于接触器KM3的辅助点动作时间，当KT4时间到，如果KM3-KM6接触器的辅助点还未断开，再报风冷全停。

（2）把KM3-KM6的常闭辅助点，全部更换成风机热继电器FR1-FR4的常开点。当四组风扇全部出现故障时，热继电器动作后再发风冷全停信号。

（3）根据方案2提出，方案3，不用热继电器FR1-FR4的辅助点，而是利用FR1-FR4分别动作时，给后台发风冷故障信号的接口继电器KD1-KD4来实现。

（4）正常运行的三组风扇KM3-KM5不做修改，只更改第四组风扇。当备用风扇故障时FR4动作，KD4得电动作，接着KD5得电动作，既发备用风机投入失败，又发风机全停报警信号。

方案（1）需要增加时间继电器KT4，而且二次回路需要改动较多地方，不建议采取方案（1）。方案（2）不需要增加任何东西，只需要改动二次回路，方便快速。但是有一个不可行的地方就是热继电器只有两组辅助接点，一组常开，一组常闭。但是常开点用在了接口继电器KD1-KD4回路里，也不符合现场实际情况。方案（3）在方案（2）的基础上利用接口继电器KD1-KD4的辅助点，现场可以实现，缺点则是需要改动二次回路较多地方。方案（4）只需将KM6接触器的辅助点更换到KD5的一组常开点，现场二次回路改线少，快速。所以现场采用方案（4）解决了保护装置收到风冷全停的脉冲信号而动作告警。

现场对主变风冷二次回路按照方案（4）改造后，对回路进行了试验验证，试验的时候，还是把冷却器全停出口压板退出，然后用继电保护测试仪对KA3加电流测试，在KA3动作时，接着风扇正常运行，主变非电量保护装置没有收到风冷全停信号。然后又模拟风冷全停，把FR1热继电器拨到TEST位，第四組风扇启动工作，相继把FR3-FR4全部拨到TEST，主变非电量装置报主变风冷全停，信号正确。改造后的主变冷却器全停信号可以真是、全面、准确的反应现场冷却风扇的状态，解决了因主变风冷系统回路设计不完善而导致的非电量保护装置动作对运行带来的隐患。

4 结论

通过对现场出现的问题进行分析，暴露出了我们在设计时没有考虑到接触器得电动作时间，而电信号的传输速度是极快的，对此次主变风冷回路的改造并试验验证，完善了冷却器回路，在运行时不会受到不正确的告警信号干扰，保护装置不会误动作，消除了主变稳定运行的事故隐患。同时也说明了一点，我们在设计时，不能忽略回路中每个元器件的动作时间，每个元器件要相互配合，就像继电保护的时间整定一样，要充分考虑可能出现的问题，传输给保护装置、集控室后台的信号要仔细分析是否合理，是否会给运行带来误解。

参考文献：

[1]邱楠 主变冷却器全停信号及跳闸回路的改进[期刊论文]-通讯世界 2014（23）

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