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内容：励磁系统、继电保护技术交流、资料共享的平台 主变冷却器控制回路的分析与改进 山西漳山发电有限责任公司 秦卓欣 在电工技术2016年05期发表文章《主变冷却器控制回路的分析与改进》分析了主变冷却器回路运行中的若干问题，并提出了相应的建议。 某火电厂600MW机组主变采用DFP-240000/500型单相双绕组油浸式变压器，强迫油循环风冷。在实际运行中，该主变冷却器控制回路不满足运行要求，需对其进行改造。 该火电厂600MW机组主变配置了3组冷却器，1组工作、1组辅助、1组备用，均由XKWFP-43/3型冷却器控制箱控制。控制回路电源有380V三相四线制交流工作电源、220V单相交流控制电源、24V直流冷却器全停跳闸电源。冷却装置采用低噪声风扇和低转速油泵。冷却器控制箱有以下工作特点。 （1）当变压器投运时，工作冷却器自动投运。 （2）当在运变压器上层油温达到65℃、绕组温度达到75℃或负荷达到保护定值时，辅助冷却器自动投运。 （3）当工作或辅助冷却器出现故障时，备用冷却器自动投运。 （4）当变压器退运时，冷却器自动停运。 （5）当冷却器全停时，变压器延时20min跳闸；当油面温度不超过75℃时，允许继续运行1h。 （6）两路独立电源供电，可任选一路工作或备用，当一路电源故障时，另一路自动投入。 （7）冷却器有工作、辅助、备用、停止4种工作状态。 （8）配有风扇和油泵过载、短路、断相运行保护装置。 2.1 改造原因 （1）主变冷却器控制箱电加热器与冷却器风扇共用电源。停机 时，电加热器自动退出，冷却器风扇自动停运。 （2）主变温度变送器由主变端子箱内电加热电源供电。电加热回路停电，将影响主变温度在DCS画面中的显示。 （3）主变冷却器控制箱内交流电带主变温度巡检仪，没有经过开关，存在安全隐患，如图1所示。 图1 电源改造前示意图 2.2 改进方案 （1）主变冷却器控制箱电加热电源经空开从主变端子箱内电加热专用电源获取。 （2）主变温度变送器电源经空开从各自的冷却器控制箱内母线获取。 （3）主变冷却器控制箱内母线至主变温度巡检仪间加装空开，如图2所示。 图2 电源改造后示意图 改造需要断开主变冷却器双路电源，为了不影响机组的正常运行，在停机期间实施。改造后，主变冷却器控制箱电加热回路完全剥离，减少了与其它回路的交叉影响，具有较高可靠性。 3.1 加装原因 根据相关管理规定，强迫油循环冷却变压器，在冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载运行20min，若20min后顶层油温尚未达到75℃，则允许继续运行至顶层油温上升到75℃，但是切除全部冷却器后运行不得超过1h。变压器冷却器全停保护一般应经变压器电源侧电流继电器闭锁。电流继电器定值应按变压器80%额定电流整定[1]。因该厂无电流闭锁继电器，故不符合上述规定。 冷却器全停延时跳闸回路由2个回路并联启动KS信号继电器，再由KS信号继电器启动发变组保护总出口继电器跳主变高压侧三相开关。这2个并联回路指：经温度接点闭锁的跳闸回路，温度接点与时间继电器接点串联，时间继电器KT4整定为20min，信号温度计BT4整定为75℃；不经温度接点闭锁的跳闸回路，时间继电器KT5整定为60min，如图3所示。 图3 冷却器全停延时跳闸回路 3.2 加装方案 主变高压侧套管CT TA53为主变通风CT，其二次线经主变本体端子箱引至主变端子箱，在其三相二次回路中各串入一个电流继电器，电流继电器的出口接点与KS继电器的接点串联，共同启动发变组保护总出口继电器跳主变高压侧三相开关，如图4所示。电流继电器定值按变压器80%额定电流整定，CT TA53变比为1000/1，主变高压侧额定电流为792A，则电流继电器定值为0.6336A。 图4 加装电流继电器 用继电保护测试仪对电流继电器进行测试。当所加电流小于整定值时，电流继电器不动作，冷却器全停不动作；当所加电流大于整定值时，电流继电器动作，冷却器全停动作。 4.1 优化原因 主变安装有2块油温表、1块绕组温度表，冷却风扇根据油温、绕组温度、负荷电流启动或停止。当变压器任意一块温度表计的温度或负荷电流达到设定值时启动辅助冷却器；当变压器所有温度表计的温度和负荷电流都低于设定值时停运辅助冷却器，如图5所示。 图5 辅助冷却器控制回路 当变压器负荷电流达到设定值时，电流继电器动合触头FA闭合，使时间继电器KT1线圈得电吸合，KT1延时动合触头闭合，中间继电器K3线圈得电吸合，其动合触头使辅助冷却器投运。当负荷电流低于设定值时，KT1延时动合触头断开，使辅助冷却器退运。 变压器运行中，油温、绕组温度随负荷、环境温度变化。当其中任一温度上升到第1上限设定值时，触头1-2闭合，此时辅助冷却器不启动；当其中任一温度上升到第2上限设定值时，触头3-4闭合，K3线圈得电吸合，启动辅助冷却器。当所有温度下降到低于第2上限设定值时，触头3-4断开，此时辅助冷却器继续运行；当所有温度下降到第1上限设定值时，触头1-2断开，辅助冷却器退运[2]。 变压器的油温、绕组温度随负荷、环境温度频繁变化，导致温度表计启停辅助冷却器的接点频繁动作，很可能失灵（永远闭合或永远断开）。此前曾出现过辅助冷却器启动后，温度和负荷电流都低于设定值，但是辅助冷却器还一直运行的现象。检查发现3块温度表计中至少有1块的接点一直闭合，导致辅助冷却器启动回路始终接通。 4.2 优化方案 针对辅助冷却器控制回路缺陷，对停运辅助冷却器控制回路进行优化。优化前3块温度表计的接点（停运辅助冷却器的接点）并联接至控制回路，而优化后串联接至控制回路，只要任意1个温度低于设定值，辅助冷却器就会停运。即使其中1块温度表计的接点失灵，也可由另外2块温度表计的接点来切断回路，大大提高了辅助冷却器控制回路的可靠性，如图6所示。需要注意的是，改造过程中需断开装置开入量交流直流电源，做好隔离措施，以防止触电。 图6 控制回路优化方案 此外，#3主变A、C相冷却器曾出现控制回路电源开关QM1跳开，导致3组风扇全停的现象，合上开关后风扇运行正常。经推测，控制回路所采用的C65N型自动开关的额定电流（6A）过小应是开关在无故障情况下跳开的直接原因。为避免再次出现同类现象，将其更换为额定电流为20A的同型号开关。 5 结束语 XKWFP-43/3型冷却器控制箱内设备较多、回路复杂，设计上的缺陷使控制回路不满足实际运行可靠性要求，存在安全隐患。通过分析该冷却器控制回路及发生的缺陷，提出改造方案，以达到提高冷却器控制箱电加热回路、辅助冷却器启停回路可靠性，满足冷却器全停回路相关规定的目的。 |
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