主变压器风冷控制系统关键回路稳定性优化

陈颖杰

（广东粤电云河发电有限公司，广东云浮527300）

1 立项背景

1.1 设备运行方式

广东云浮发电厂#5、#6机组220 kV主变压器采用强迫油循环风冷的方式，主变压器风冷系统由五组风扇组成，每组有一个油泵、四个风扇。冷却系统能否正常稳定运行直接影响到变压器的绝缘、负荷能力和使用年限，是变压器正常运行的必要条件，是粤西地区电网稳定的重要保障。

1.2 设备运行问题

原主变风冷控制系统于2009年随主变一起投产，截至改造日期运行超过六年。原主变风冷控制系统采用10个SPS多功能保护开关控制主变本体风机及油泵运行，SPS多功能保护开关集多种保护、控制、测量功能于一体，是弱电监控、简化接线、改善启停特性、降低配电系统容量、节能增效、安全生产的有力保障。但是实践证明，由于SPS多功能器为电子产品，又安装在户外，运行环境恶劣，导致设备经常出错、发生故障，并且维护成本相当高。

2 技术方案

2.1 方案要求

本工程主要是将主变风冷控制端子箱内风机及油泵的SPS多功能保护开关更换成接触器控制，并设计出满足主变运行需要的风冷系统控制回路，主变冷却风机及油泵控制电源同取交流电源，经新加装的电源空气开关接入控制回路。重新对风冷控制系统一、二次接线进行布置接线，并完成主变风冷控制系统的调试工作。本工程在云浮C厂C修期间即2015年11月完成。

2.2 施工竣工图

主变风冷系统控制回路改造后如图1所示。

3 回路稳定性优化

（1）改变风扇组控制系统电压方式，贴合实际，实用性更强、更可靠。

SPS多功能保护开关启动电源取自PLC内部24 V直流电源，利用可控硅的导通来闭合SPS开关。现将控制回路改为交流220 V电源控制，直接从一次回路中获得，简单实用，且不受特殊的直流电压方式限制，也不受脆弱的电力电子元件可控硅的限制。

（2）将SPS开关改为220 V交流电压型号为LC1-D3210M5N的施耐德接触器控制，替代不可靠的SPS开关。

利用可靠性更强的施耐德厂家所生产的接触器替代昂贵而不适应户外多变环境的SPS多功能保护开关来控制#5、#6主变风冷控制系统回路，通过接触器来启动风扇或油泵运行，避免了对特定厂家供货、日常维护的依赖。同时，在接触器上加装同样是施耐德厂家生产的辅助触头模块LADN22C，增加了两对常开与常闭触点，一对常开触点接到柜体抽风风扇控制回路，实现当任一接触器工作时，柜体风扇自动启动，一对常闭触点控制回路用，剩下的触点作备用。

（3）在一次回路上增加低压断路器，使保护功能更完善和强大。

增加施耐德生产的型号为GV2-PM20的电压断路器，使控制系统既有手动开关功能，又能自动进行欠压、失压，过载和短路保护。在一次回路接触器前串接低压断路器，对电源线路和电动机进行保护，同时将故障信号接入PLC程序控制器，实现远程监控。

图1 改造后主变风冷系统控制回路示意图

（4）在二次回路新增带触点的单极空开，强大的控制功能使二次控制回路更加可靠。

通过严格选型，在G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8、G9、G10常开辅助接点前增加同样为施耐德生产的分断能力为6 A的单极空气开关C65N，对二次回路进行闭合和分断，实现对二次回路发生的短路、严重过载和欠电压故障进行保护。并利用单极空气开关标配的辅助开关上送开关信号到PLC程序器，判断冷却器故障和相应组别。

（5）二次控制系统全面优化、升级。

通过拆除SPS开关，改变电源控制模式，增加交流接触器、低压断路器和空气断路器，配合原有PLC程序控制器和系统外部接线，不改变日常运行操作，二次控制回路系统进行了复杂重大的改造，在满足冷却系统功能要求的基础上，新设计主变压器风冷控制系统对回路进行了稳定性优化，果断摒弃了部分原有SPS多功能保护开关不适用和重复的功能，通过重新分布控制开关KK和2ZJ、3ZJ中间继电器的接线，使旧元件适应新回路接线要求，以尽量少的改动和尽可能简单的布线实现目标效果。改造后接线简单明了，占用空间少，运行操作方便、简单。改造后的风冷控制系统投入运行后，设备故障率低，运行稳定，改造效果良好，相比于原来采用SPS多功能保护开关控制更具有运行和经济价值。自主设计的主变风冷系统二次控制回路，在布线工艺、运行性能、监控能力、保护功能等方面得到了全面升级。

4 关键技术及主要创新点

（1）改变开关电源模式，放弃直流24 V开关电源控制模式，采用实用的220 V交流电源控制。

（2）改造系统二次回路，放弃SPS多功能控制开关，使用传统接触器控制。

（3）在系统一、二次回路增加多个低压断路器和空气短路器，使控制和保护功能更加强大。

（4）自主设计的主变风冷系统二次控制回路，在布线工艺、运行性能、监控能力、保护功能等方面得到了全面升级。

5 应用结论

本项目通过对主变压器风冷控制系统关键回路稳定性优化进行深入研究，大胆地将主变风冷控制端子箱内风机及油泵的SPS多功能保护开关更换成接触器控制，并创新地自主设计出满足主变运行需要的风冷系统控制回路，使风冷控制系统稳定性得到了质的提高，有力保障了主设备及机组安全运行。该技术目前处于国内先进水平。