淺談變電站變壓器風控回路信號改進的必要性

摘要：變壓器的冷卻系統與變壓器的負荷有著重要關系，冷卻系統正常運行是保證變壓器各部分的溫度在規定范圍內的重要措施。變壓器絕緣的老化，主要受溫度、濕度、氧化和油中分解的劣化物質等條件影響，其中溫度是決定絕緣老化速度的關鍵因素。變壓器運行中絕緣溫度愈高，絕緣的化學反應進行速度愈快，其機械強度和電氣強度喪失得愈快，則使用壽命愈短。

關鍵詞：變壓器的冷卻系統 變壓器風控回路 信號回路改進

變壓器的冷卻系統與變壓器的負荷有著重要關系，冷卻系統正常運行是保證變壓器各部分的溫度在規定范圍內的重要措施。變壓器絕緣的老化，主要受溫度、濕度、氧化和油中分解的劣化物質等條件影響，其中溫度是決定絕緣老化速度的關鍵因素。變壓器運行中絕緣溫度愈高，絕緣的化學反應進行速度愈快，其機械強度和電氣強度喪失得愈快，則使用壽命愈短。目前我們常用的110kV變電站變壓器冷卻系統絕大多數為油自然循環強迫空氣冷卻系統。在這種冷卻系統中，靠在散熱器中加裝風扇，用風扇吹風強迫散熱器散熱，使變壓器溫度降溫，風控信號回路的作用是監視整個冷卻系統的正常運行，出現異常時，發出告警信號。

變壓器風控信號回路傳送路徑：

當變壓器風機發生異常，風控信號回路啟動并通過控制電纜傳輸至就地控制室。

異常信號通過遙信裝置報告電力調度室。

風控回路系統主要由風機投入總控制回路、按溫度投切控制回路、每組風機本身的控制回路三部分組成，信號部分目前常用的只有一個“通風故障”信號。

當風控回路出現“通風故障”信號，可能有以下幾種異常情況：①單個或多個風機本身故障。②單個或多個熱耦繼電器動作。③單個或多個風機控制回路失去電源。④風機總電源正常而風機控制回路異常等。

目前調度值班人員，僅僅根據“通風故障”信號無法準確判斷具體故障現象，特別是無人值守變電站，由于沒有現場值班人員，無法對設備進行巡視和檢查，同時由于冷卻系統由不同的專業共同維護，也就造成了各專業維護人員無法準確判斷故障性質，不能及時作好準備工作，延長了故障處理時間，浪費了大量的人力和物力，特別是風控回路總電源沒有監視回路，當總電源失去時，不能告警，使變壓器冷卻系統不能工作，變壓器溫度持續上升，增加了主變不安全運行因素。我們小組通過對近幾年變壓器風控系統出現的問題分析研究，認為有必要對風機控制回路進行改進，增加對各相關回路的信號監視，以便使調度值班、運行人員準確判斷出故障類型，及時通知維護人員進行處理，消除隱患，提高主變安全運行水平，同時，也可大量節省人力物力。

現以某變電站為例，假設該變電站帶市區負荷及重要工業用戶，經常滿負荷運行，而且變壓器投入運行較長，元件已經老化，而變壓器原風控信號回路設計不合理，考慮不全面，不能檢測所有風機回路的運行狀態。其原風控信號回路表現為只有風機控制回路故障或熱耦繼電器動作時，才發出告警信號；風控回路總電源消失時不能發出告警信號；總控制回路有問題時也不能發出告警信號。這種情況下嚴重威脅變壓器安全運行。

通過對現場實際的考察，無論從設計、施工和蛇粉等方面均發現存在缺陷：首先設計上有一定誤差，與現場實際不相符，其次施工過程中回路調試不全面，安裝工藝不規范，達不到技術標準的要求，另外設備的元器件動穩定、熱穩定性能差。經過分析，我認為可以通過現場改進部分回路接線，增加信號，對每個回路都進行監視從而解決問題。增加主電源監視中間繼電器利用其常閉接點發出“主變風機電源消失”信號。將所有交流接觸器（1-N）的常閉接點串聯接在一起后，和中間繼電器常開接點串聯起來，發出“風機全停”信號。

如何解決這些問題呢？

設計上可通過從嚴把好設計關，全面收集各站風控回路資料，參照相關典型設計，反復論證，嚴格執行圖紙的審批手續，并請相關專業技術人員進行二次設計，做到圖紙與實際一致，來保證改進設計的正確性、全面性，確保設計回路的正確性及實用性。改造施工過程中，對施工人員進行技術及施工工藝培訓，進行考核，使施工人員對整個工作有全面的掌握，要嚴把施工工藝關，例如，接線螺絲接觸不良，在變壓器長期運行后，會造成導線及螺絲發熱，將導線或螺絲燒化，回路斷線或絕緣損壞。回路調試方法不全面，將會造成某回路、某元器件漏試，使回路和元器件的正確性沒有得到驗證，給安全運行造成隱患。

經過對該負荷變電站改造后，2012年9月，出現#1主變“風機電源消失”信號，調度人員馬上判斷出是風機電源回路出現故障，通知維護人員。維護人員攜帶保險及有關設備趕到現場，發現一相保險燒斷，立即進行更換，消除了故障。

2013年4月，調度值班人員看到#1主變出現“通風故障”信號，由于“風機全停”、“風機電源消失”信號并沒有出現，所以判斷出是某一個風機控制回路故障，迅速通知風機維護人員，帶上有關元件到達現場，發現是#4、#7風機控制回路有短路現象，立即進行了處理，使安全隱患迅速消失，保證了主變安全運行。

這次改造工作的圓滿完成，完善了變壓器風控系統信號回路，使其能對整個回路全面監視，增強了告警信號的準確判斷能力，提升了風控系統運行水平，縮短了故障處理時間，但其穩定性、可行性、可推廣性需待進一步在運行中觀察，其功能反映是否全面，需要進一步觀察總結，發現問題將進一步改進，從而保證變壓器的安全穩定運行，同時也確保電網安全穩定運行。

參考文獻：

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