罗 宇，朱铁军，秦江伟

(1.重庆电力高等专科学校，重庆400053;2.重庆市电力公司南岸供电局，重庆400060)

0 前言

XKPF-1强迫油循环风冷控制箱，用于控制大型变压器的环冷却系统，适用冷却器的型式为YF-80、YF-100、YF-120等三种，其电源为三相交流50Hz，380V。强迫油循环变压器的冷却系统应有两个独立的工作电源，当工作电源故障时，应自动投入备用电源并发出音响及灯光信号。

强迫油循环变压器因冷却系统故障而导致全部冷却器(油泵和风扇)停运时，允许带额定负荷运行的时间应遵守制造厂规定。若制造厂无规定，则允许带额定负荷运行20分钟。若变压器上层油温未达到75℃，则可继续运行直至上层油温达到75℃，但切除全部冷却器后，总的运行时间不得超过1小时。当冷却器全停时，应及时可靠地发出预告信号。

如果XKPF-1强迫油循环风冷控制系统发生某些情况下的冷却器全停故障，控制室只发出间断短时“工作电源故障”信号，甚至不发任何信号，将严重影响到监盘的正确性，直接威胁到变压器的安全运行。

本文将对XKPF-1强迫油循环风冷控制系统在运行过程中出现的特殊故障进行分析，提出解决方案，有利于准确监控冷却器工作情况，避免出现冷却器全停而未被及时发现的严重隐患，为处理相关故障提供参考、争取时间。

1 强油风冷变压器冷却原理

强迫油循环风冷变压器容量大，外部有效散热面积小，但由于冷却器的潜油泵运转，强迫变压器油经散热器高速循环，将热量从内部带出，并用风扇冷却，所以其散热效率很高。若冷却装置(冷却风扇和油泵)停止工作，在变压器外壳散热面积小的情况下，内部热量散发减缓。所以，当冷却器全停时，变压器不能持续运行，否则将可能导致变压器因温度过高而烧毁。

2 两次故障现象及处理情况

2.1 故障1

值班员在主控制室发现1#主变远方温度显示异常升高，但并无信号发出，现场查看1#主变冷却器工作在I段工作电源，发现工作状态下的热继电器全部动作，经过检查并未发现其它问题，将其恢复后，运行正常。

2.2 故障2

值班员在主控室发现2#主变远方温度显示异常升高，但并无信号发出，现场查看2#主变冷却器工作在I段工作电源，并发现在工作状态冷却器的热继电器全部动作，冷却器全停。经检查，发现380V室I段工作电源A相保险熔断，更换保险后恢复运行。

3 故障分析

由XKPF-1强迫油循环风冷控制系统原理图(如图1)可知，冷却器的油泵和风扇的电动机，都由二个独立电源供电，二个电源的工作状态，由KK转换开关进行电源选择，对电源进行选择之后，1C或2C常开接点闭合使冷却器电源小母线带电，通过1KD、1R、热继电器常闭接点及1KK开关5、6接点接通1Cb、1Cf两继电器，继电器励磁，1Cb、1Cf的动闭接点闭合，导通对应的油泵和风扇，从而使冷却器工作。整个系统包括电源自动控制回路，各冷却器控制回路及信号回路。

3.1 故障1分析

图1 工作电源自动控制回路

事后经检查和现场试验，发现工作电源自动控制回路(如图1)1RD保险与保险座之间接触不良，会导致时断时连，当1RD断开时，1C接触器失磁，其主触头断开。此时冷却器电源小母线失电(如图1所示，接触器1C、2C主触头以下的小母线称为冷却器电源小母线)，所有在工作位置的电机断电，同时1YJ线圈断电，其辅助接点闭合。由于这时1C辅助动断接点闭合接通2C线圈而励磁，2C接触器主触头闭合，使II段工作电源接通冷却器电源小母线，完成电源切换，切换后所有在工作位置的电机重新通电启动。之后，保险1RD又连通，1YJ线圈励磁，它的动断触点打开，使2C线圈断电2C接触器主触头打开，从而断开II段工作电源和冷却器电源小母线之间的联接，冷却器电源小母线失电，所有在工作位置的电机断电，此时，由于2C辅助动断触点闭合，使1C线圈励磁1C接触器主触头闭合，冷却器电源小母线重新接通I段工作电源，恢复正常，所有在工作位置的电机重新通电启动。之后，1RD又一次断开，重复前面的过程。当频率达到一定范围时，就导致1YJ、2YJ频繁切换，电机频繁启动，频繁通断电，在冷控箱处能够清楚的看到1C、2C两接触器不断地交替分合现象。电机在频繁切换过程中的电流超过热继电器的整定值，所以长时间大电流作用在热继电器上，经过时间的积累，最终导致热继电器1RJb和1RJ1—1RJn相继动作，其动断触点断开，使1Cb和1Cf线圈失磁，1Cb和1Cf接触器主触点断开，断开电机，进行保护，最终导致这种特殊情况下的冷却器全停。

图2 冷却器投入和控制回路

接触不良的保险1RD最终接通回路，冷却器电源小母线电源最终回到I电源(如图2所示)。在1RD保险松动、接触不良过程中，由于1YJ不断通断电，励磁失磁交替出现，所以将发现1#主变I段工作电源故障信号灯亮熄交替出现，当保险与保险座最终接通时，I段工作电源故障信号灯熄灭，发出冷却器全停信号的判据为1YJ，2YJ，1ZJ同时失磁。此时I、II段工作电源都正常，所以1YJ、2YJ并未失磁，冷却器全停信号不会发出。

此种情况比较特殊少见，也很难查找，变电站现场发生的故障正遇用电高峰季节，且夏季气温过高，冷却器全部投入工作位置，事故过程中只有短时1#主变I段工作电源故障信号间断地出现，冷却器全停后，保险最终接通，就没有任何信号发出。这种事故的发生将严重影响监盘质量，危及变压器和电网的安全稳定。经过分析，当时监盘人员应该未留意到短暂异常信号，后来观察到温度异常，才发现故障。此故障虽然特殊，但是一旦发生，很有可能导致严重后果，因为该故障不便于发现。因此该问题也应该从设计上进行根本解决。

3.2 故障2分析

根据图1、图2可知，当出现I段工作电源A相保险熔断时，因为控制电源接于C相，所以控制电源并未消失，此时，1YJ、2YJ仍然励磁，控制回路状态不变，电源不会自动切换，冷却器全停事故和I、II段工作电源故障信号不会发出。由于冷却器处于断相运行状态，三相异步电机无法正常运行，将引起绕组电流过大超过热继电器的整定值，参照热继电器的脱扣特性，经过相应时间后，热继电器1RJb和1RJ1—1RJn相继动作，其动断触点断开，使1Cb和1Cf线圈失磁，1Cb和1Cf接触器主触点断开，电机停转，最终导致这种特殊情况下的冷却器全停。同样因发出冷却器全停信号的判据为1YJ，2YJ，1ZJ同时失磁。此时I、II段工作电源C相都正常，所以1YJ、2YJ并未失磁，冷却器全停信号不会发出。变电站现场发生的另一故障，正遇用电高峰季节，且夏季气温过高，冷却器全部投入工作位置，发生I工作电源A相保险熔断后，无任何信号发出，值班员可通过观察温度异常而发现问题，否则就有可能发生变压器被迫停运，甚至变压器烧毁的严重事故。

4 设备改进方案

因为上面两种缺陷都是由于热继电器动作而使冷却器全停，应该可以一起进行解决，解决方案如图3、图4所示。图3中，在冷却器电源小母线上加入了断相缺相失压继电器KV，同时在图4的信号回路加入一个冷却器电源小母线缺相失电监视回路。该信号回路可以在电源缺相和失压后发出信号并保持。当冷却器电源小母线缺相或失压时，继电器KV失磁，KV动断触点闭合接通XJ信号继电器，XJ线圈励磁，XJ触点闭合，冷却器电源小母线缺相失压报警信号发出。这里XJ信号继电器使用的是DX-31/220V型号，该继电器具有机械闭锁功能，当XJ触点闭合后，如未人工恢复，触点将保持闭合，冷却器电源小母线失电报警灯将长亮。所以一旦指示灯亮，值班员应该到现场确认冷却器工作状态，因为XJ信号继电器设置在主变现场，确认状态后，进行信号复归。在停用变压器或倒换电源时，可以通过3K开关退出监控系统，避免发出不必要的信号。

图3 工作电源自动控制回路改造

图4 信号回路改造

5 设备改进效果

通过简单的改造，很低的成本，可以使该类故障清楚地反映在主控室的监控屏上，报警灯会一直点亮，直到值班人员发现。值班人员发现信号后，可以及时对冷却系统进行检查，发现问题并及时处理。正好弥补了设备本身的设计缺陷。添加系统可以根据需要进行投退，不影响设备原有的功能。避免因信号不明显或无信号，未发现冷却器全停而引发的重大事故，延误冷却系统的处理时间，威胁电网设备的安全稳定运行。

6 结束语

变压器是变电站重要设备，强迫油循环变压器冷却系统对变压器的正常安全运行至关重要。为确保对冷却系统运作的实时监控，必须加强值班运行人员业务素质培养，不仅能从信号指示判断，还能根据变压器远方温度进行判别。同时，对设备还应提高信息采集量和准确度，对设备改进，使其更加满足生产现场的实际需求，提高监盘人员采集信息的准确度和可靠性。