基于變電站主變風機的控制系統故障分析及其防范措施

楊金偉　楊鑫　吳乃　昊睿　楊松

摘 要：隨著用電需求不斷升高，供電負荷高峰期，滿負荷狀態運行的變壓器其風冷系統一旦出現故障，不僅影響變壓器的穩定運行，還會對電網的安全造成一定的隱患，影響對社會的供電。近年來，隨著變電站的增多，主變風機的控制系統故障率呈現上升趨勢。分析產生故障的原因，及早采取防范措施，確保電網設備安全穩定運行。

關鍵詞：變電站 變壓器 風機 故障分析 防范措施

中圖分類號：TM307 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0063-02

變壓器是電網設備重要部分，其在運行中會產生熱消耗，造成的局部過溫，使絕緣加速老化甚至過熱損壞，影響變壓器壽命甚至引發事故。風冷系統對運行中的主變起到冷卻作用，當變壓器頂層油溫超過整定值時，控制電路會自動投入各組冷卻裝置，對主變降溫，使其能夠帶額定功率運行，以保障負荷高峰期的變壓器的穩定、健康運行。

1 主變風機的控制系統常見故障

對2014—2015年變壓器風冷故障進行分析，根據風冷系統各個組成部分，風冷故障主要由風機、油流指示器、油泵和其他4部分故障組成。風機故障主要由風機控制系統故障、測量系統故障、電機故障、信號回路故障和其他原因引起的故障5類。經統計風冷故障兩年內共發生19次，其中風機的控制系統故障發生15次，占80%，如果風機控制系統故障解決了，變壓器風冷故障基本解決了。經具體研究分析發現，風機控制系統常見故障主要是交流接觸器線圈燒壞，熱繼電器損壞、切換把手損壞、交流電源故障等原因造成。

2 主變風機的控制系統故障原因分析

2.1 交流接觸器故障

設備運行溫度高，交流接觸器線圈容量小易燒壞，過負荷啟動風冷、高溫啟動風冷，設備啟動方式多，交流接觸器不吸合、觸點有問題等原因容易造成交流接觸器燒毀。

2.2 交流接觸器散熱效果差

設備投運后風冷控制箱內溫度較高，風冷控制箱環境密閉，特別是夏季，氣溫高，最高時主要元件可達60 ℃以上，且器殼、外殼無防塵罩，造成風冷控制箱溫度高，造成風機控制系統故障。

2.3 風冷控制箱內無防潮裝置

風冷控制箱長年暴露在室外，風吹日曬，陰雨天氣多特別是霧霾天氣易造成風冷控制箱內元器件易受潮發霉引起故障。

3 針對故障原因采取的防范措施

3.1 換用新型固態繼電器

針對交流接觸器線圈易燒壞問題，一是統計所管轄的變電站站內風冷系統中故障率較高的交流接觸器型號，故障率較高的交流接觸器輸入電壓為AC380V和AC220V兩種，而常用固態繼電器輸入電壓為AC220V，根據分析統計結果選取新型固態繼電器型號進行更換，固態繼電器具有可避免線圈吸合次數限制，更換工作簡單等優點。對風冷故障頻發變電站進行現場更換，并嚴格按照主變風冷系統定檢作業指導書進行嚴格試驗，可采取兩種方式進行。

采取的第一種方式為整改風冷控制繼電器的二次啟動回路。

由圖1可知，KM1為風冷系統中故障頻發的風機控制繼電器，KC3為風冷啟動繼電器，KM1的啟動電壓一端經過QK1交流空開和熔斷器接至KM1線圈上口A1處，而線圈下口A2處，受啟動繼電器KC3的控制是否導通，AC220V的繼電器經過KC3控制的為交流零線，AC380V繼電器受KC3控制的為交流的另一相火線，因此只需將受KC3控制通斷的交流電，由火線改變為零線，輸入電壓就從380 V變為220 V。此方式經現場驗證后在保證安全的情況下可結合檢修對回路進行改動，便可整改風冷控制繼電器。

采取的第二種方式為訂制AC380V輸入電壓的固態繼電器（圖2）。

由圖2可知，如果換用輸入電路中大功率發光二極管，或在輸入電路中加入分壓電阻，即可完成固態繼電器由AC220到AC380V的轉換，訂制新型固態繼電TNC4810-AC380，并對該型號繼電器加裝常開常閉輔助觸點各一副，以便信號回路的使用，該方式簡單可行便于推廣。

3.2 加裝設備散熱、溫度監控報警裝置

針對設備散熱差的問題，對風機控制箱開展現場測試，對運行溫度有較高要求的設備如固態繼電器等，根據裝置大小、控制箱空間及發熱量，訂制加裝鋁合金散熱片，加快設備溫度散熱。加裝散熱片具有散熱效果好、成本低、安裝方便等優點。或安裝溫度監控報警裝置進行安裝，時刻監控溫度，隨時對溫度較熱設備采取措施。

3.3 增加除潮干燥劑、濕度監控報警裝置

在設備受潮嚴重、元器件發霉的風冷控制箱內放置防霉除濕盒，盒內裝礦物干燥劑（天然礦物組成，外觀為灰白色小球，無毒無害，是可降解的環保型干燥劑，吸濕率達50%以上），定期檢查定期更換。根據情況可增加溫濕度監控報警系統，將經過改造的溫濕度表放入風冷控制箱中，設定基準溫度定值為65 ℃，濕度定值為30%，自公共測控裝置取一副遙信節點的正電引入表盤相關定值刻度處，返回公共測控裝置的線芯接入溫濕度金屬表針中，當溫度或濕度高于設定值時，節點正電導通，公共測控裝置向后臺發出告警信息，根據告警情況進行更換除潮器和采取相應的降溫處理。

3.4 加強巡視檢查、更換不合格繼電器

對設備進行定期維護，結合季節特點和春秋季設備檢修，開展設備巡視檢查，對風機控制系統進行調試檢查，對損壞的切換把手，交流電源故障及損壞的熱繼電器及時進行更換。

4 結語

隨著我國經濟快速發展，人民的生活水平越來越高，對電的需求越來越依賴，確保電網設備安全穩定運行至關重要，隨著智能電網快速發展，智能設備、智能系統越來越成熟，逐步取代老設備、老系統，加強管理以保證電網設備和系統的穩定性和可靠性。

參考文獻

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