500 kV变压器冷却器空气开关跳闸原因及对策

0 引言

兰溪电厂#1、#2、#3机组主变冷却器各配置了4组冷却通道，每组冷却通道配备2台风扇和1台潜油泵，每台变压器分相配置1个冷却器控制箱用于控制冷却器风扇和循环油泵。控制箱供电电源为两路交流380 V，一路工作，一路备用，均配有过流保护。为确保电源正常，每月需做一次切换试验，模拟工作电源故障时故障报警及备用电源的自动投入。此外，每组冷却器配有一个空气开关用于电机的短路保护。备用冷却器的定期检查的程序为在ECS上将主变各备用冷却器及辅助冷却器试投一遍，检查有无报警及不能工作的情况，再将每相主变的#1、#2组冷却器投入1组运行，#3、#4组投入1组运行，剩下的分别投辅助及备用，以避免工作的冷却器因电源等原因跳闸时造成冷却器全停。

1 故障现象

2021年9月9日，兰溪电厂#3机组主变C相#4冷却空气开关跳闸，主变冷却器发出故障报警信号。就地检查发现是冷却器控制箱电源空气开关跳闸，造成主冷却器冷却能力下降。此时正处迎峰度夏期间，现场环境温度及主变油温都较高，3组冷却器处于运行状态。利用测温仪测得跳闸空气开关表面温度高达70℃以上，柜内温度50℃。打开柜门进行初步散热后，柜内温度降到39℃，空气开关表面温度降到55℃。

1.研究视角需进一步多元化、专业化。目前的研究视角相对狭窄，大多从历史学、社会学角度出发，跨学科研究较少；研究方法较单一，重理论轻实践，重定性少定量；比较研究、实证研究及创新性研究较少。因此，还需进一步开阔研究视角和研究思路，如可从哲学、生态学、政治学、经济学、管理学等学科视角出发对党的生态文明思想进行研究；研究视角既需多元化，同时也需专业化。专家学者需根据自身的研究方向和擅长的研究方法，对党的生态文明思想进行细致而深入的研究，并做到理论联系实际，避免泛泛而谈，言之无物。

2 主变冷却器控制原理

主变冷却器控制回路图如图1所示。夏季时会有3组运行：处于工作位置的2组承担运行任务；处于辅助位置的，其启停由主变油温及负荷电流决定；剩下的1组备用。4组冷却器不得同时运行，以防冷却器全停导致保护动作。变压器油循环由潜油泵实现，变压器油冷却由风扇完成。

3 故障原因分析

本文从以下几方面对故障原因进行了分析：

1)负荷方面

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但是，对于但采尔要求一下子预支3个月月俸的事情，中研院同事们很有想法。因为，照中国的惯例，都是次月领取月俸，更何况当时中研院经费十分紧张，许多人还尚未领取应得的月俸，但采尔却要预领3个月的月俸，有点不通情理。蔡元培也表示：“其先权利而后义务之根性，仍与普通人欧洲人差不多，殊令弟诧异。”[11]14

该厂主变冷却器电源开关选用的是施耐德C65ND25三极（3P）空气开关，额定电流为25 A，但在实际运行环境下，空气开关运行电流极限值与环境温度有关。根据施耐德IC65N系列空气开关温度修正系数表，额定电流为25 A的空气开关在环境温度为70℃时最大载流为19．23 A，再根据微型空气开关并排布置降容0．8的使用限制，在夏天箱内温度70℃的情况下，空气开关实际运行电流允许值为I

=I

×K

=19．23×0．8=15．384 A，运行电流与经降容后的额定电流比为：I

/I

=17．62/15．384=1．15，大于国标GB 10963．1规定的1．13倍不脱扣电流。

2)开关选型

另据GB 10963．1《家用及类似场所用过电流保护断路器 第一部分：用于交流的断路器》规定，标准的工作条件为：周围空气温度上限不超过+40℃，下限不低于-5℃，且在24 h内的平均温度不超过+35℃

。

迎峰度夏期间运行的1组冷却器包含2台风扇和1台潜油泵，对额定电流进行计算，I

=I

×2+I

=13．67+3．8≈17．47 A，实际电流测量为17．62 A，稍高于额定电流，但小于空气开关25 A的额定电流。此外，对信号、控制、跳闸等回路进行了绝缘检查，均正常。

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故在夏季高温工况下，空开运行一段时间后会跳闸，是高温环境及空开电源开关并排安装使开关降容导致的

。

4 解决方法

总而言之，国内人造金红石制备过程中总体呈现出以下问题：产品粉化严重；盐酸再生回收利用困难；设备腐蚀严重。

在GB 14048．2-2008《低压开关设备和控制设备第2部分：断路器标准》中，低压交流断路器是指在额定电压不超过1 000 V，交流50或60 Hz的电网条件下，能够接通、承载及分断正常电路条件下的电流，也能在所规定的非正常电路条件（如短路）下接通、承载一段时间和分断电流的一种机械开关设备。按保护对象不同，低压交流断路器又分为配电断路器和电动机保护断路器，前者主要是保护电线电缆，后者主要是保护电动机

。

电动机保护断路器分两大类：第一类，兼具过载保护和短路保护功能，脱扣器类型为热磁型和电子式；第二类，只具有短路保护功能，需与为电动机提供过载保护的热继电器配合使用

。

《工业与民用配电设计手册》第四版第12．1．5．3节关于电动机低压断路器的选择阐述如下：

2）仅作短路保护时，在另外加装过载保护电器的情况下，宜采用只带瞬动脱扣器的低压断路器，或把长延时脱扣器作为后备过电流保护。

1）当采用断路器作为短路保护时，电动机主回路应采用电动机保护用低压断路器。其瞬时过电流脱扣器的动作电流与长延时脱扣器动作电流之比（以下简称“瞬时过电流倍数”）宜为14倍或10～20倍可调。

由表中结果可知，冷却时间的延长会导致粉煤灰烧失量变小，其原因可能是随着样品和坩埚放置时间的延长，会吸收空气中的水分从而导致灼烧后样品的称重增加，进而使得计算的烧失量减小与实际值产生一定的偏差，因此样品冷却后应及时对其进行称重，避免吸收水分产生误差。

3）兼作电动机过载保护时，即在没有其他过载保护电器的情况下，低压断路器应装有瞬动脱扣器和长延时脱扣器，且必须为电动机保护型。

过电流脱扣的整定电流如下：

4）瞬时脱扣器的整定电流应为电动机起动电流的2～2．5倍；

5）长延时脱扣器用作电动机过载保护时，其整定电流应接近但不小于电动机的额定电流，且在7．2倍整定电流下的动作时间应大于电动机起动时间

。

由该厂主变冷却器控制回路图可看出，主变冷却器控制回路装有热过载继电器，有过载保护和缺相保护作用，故主变冷却器空气开关选型时不用过度强调其过载特性，结合施耐德同系列微型空气开关说明，将空气开关由C65ND25更换为C65ND32。查施耐德C65N系列空气开关温度修正系数表可得，在表面环境温度为70℃时最大允许电流为24．79 A，则I降容=19．83 A，最大运行电流与经降容后的额定电流比为0．89，小于降容后的额定电流，满足现场使用要求。此外，考虑到夏季现场高温环境，为降低温度对空气开关特性的影响，在冷却器柜门上加装了冷却风扇。方案实施后，经历了迎峰度夏期的考验，主变冷却器未再发生电源开关跳闸故障，为主变的安全运行提供了有力保障。

5 总结

一般空气开关在其本体上标识的额定参数为标准条件（30℃，单台布置）下的参数，实际选型时应考虑现场使用环境，如温度、数量、布置等，对最大载流值进行修正，以避免因选型的不当对主变的稳定运行带来隐患。

［1］陆海东.变压器冷却器控制箱空气开关跳闸原因分析及处理，电工技术.

［2］GB10963.1家用及类似场所用过电流保护断路器第一部分:用于交流的断路器.

［3］GB14048.2-2008低压开关设备和控制设备第2部分.

［4］工业与民用配电设计手册第四版.中国电力出版社出版，2016.

［5］文嘉，马强，苟长松.保护与开关配合的案例分析.电工技术.

［6］同［5］.

［7］鲍国栋.电动机保护断路器选择探讨.现代建筑电气.