水電廠主變冷卻器全停技術改造措施探討

摘 要：隨著我國經濟的發展，水電廠的工程建設也越來越多，水電廠主變作為變電站的重要設備之一，一旦出現問題，那么便會導致所有用戶的大范圍停電，不但使用戶的用電安全難以得到保障，同時也會對水電廠造成大量的損失。因此，需要對水電廠主變冷卻器全停技術進行相關的改造，使其能夠適合當前社會的需求。本文著重對水電長主變冷卻器全停技術的改造措施作出了深入的探討。

關鍵詞：水電廠主變冷卻器；全停技術改造；分析與探討

現階段，人們的生活日常已經離不開電力的支持，電力的發展也是整個社會經濟發展中非常重要的一環。水電廠作為我國重要的一項供電設施，在其主變冷卻器全停技術方面一直是業內人士重點關注的問題，主變壓器的安全運行對于整個電網來說也都起到了非常關鍵的作用，而冷卻器則是附屬在主變壓器上的重要設備，冷卻器的穩定可靠運行也與變壓器的穩定性是有所相關的。

一、水電廠主變壓器的損耗與冷卻器的概述

水電廠主變壓器的主要損耗分為兩個方面，一個是銅損，另一個是鐵損，而變壓器中溫度的變化主要也是由損耗所引起的。在運行的過程中，主要是會因為變磁通使鐵心中產生渦流損耗和磁滯損耗，或是因為負載電流使線圈中產生電阻損耗。這這兩種損耗中，前一種為鐵損，在電壓一定時可視為常數；而另一種為銅損，與負載電流的大小有關。這兩種損耗都會在變壓器運行的過程中轉化為熱能，使得變壓器中的鐵心與線圈產生發熱的現象，從而導致變壓器的溫度升高[3]。而在變壓器工作時，線圈內的鐵芯會受到電流的影響而產生磁場，并在鐵芯內部形成渦流，渦流會產生熱能，如果在單位時間內變壓器所產生的熱能超過了變壓器所散發出去的熱能時，就會導致變壓器的溫度升高，長期以來便會減少變壓器的使用壽命，嚴重時還會燒毀變壓器。冷卻器則是在變壓器中起到了冷卻的作用，其能夠有效的降低變壓器的溫度，是變壓器散發的熱能與產生的熱能達到平衡，防止變壓器過熱的現象出現。在冷卻器當中包含了油循環和水循環系統，并且在控制系統中采用了PLC程序來進行控制。通過在冷卻器中設置溫度值，冷卻系統能夠根據水流量、油流量、電機電源、冷卻器泄露等異常情況來進行冷卻器主備的切換。通過主冷卻器與備用冷卻器之間的配合，從而實現控制變壓器溫度的功能。

二、易造成水電廠主變冷卻器全停的原因及處理方式

目前，雖然我國水電廠對于主變冷卻器的重視程度已經得到了很大的提高，在技術層面上也有了不少的改進，但冷卻器的全停事件仍時常發生，而造成水電廠主變冷卻器全停的原因主要有以下幾點。第一，水流低導致的冷卻器全停現象。由于主變冷卻器多采用的是同樣配置，其中的水壓、水流量相對較為均衡，而一旦出現水流低的情況，則很容易導致冷卻器的全停現象。當冷卻器開始運作之后，供水泵會率先啟動，隨后油泵便會自動啟動，而若是其中出現故障沒有自動啟動時，那么冷卻器便會產生“水流中斷”或是“油流中斷”的現象，在出現這種現象后，冷卻器會發出報警信號，隨后報出冷卻器全停跳閘的信號。第二，主變帶電判據不合理導致的冷卻器全停現象[5]。造成這種現象主要是主變帶電判據不夠合理，導致低壓側有壓但不能夠完全滿足冷卻器的運行，使得供水泵與空載水泵均無法正常啟動，從而使得冷卻器在無水的情況下運行，而油泵則會因為冷卻器中缺水而進行切除，從而發出冷卻器全停的報警信號。在以上這兩種原因發生后，水電廠的工作人員應當立刻采取相應額措施，首先需要匯報值長，做好將負荷的準備，然后立刻排查主變冷卻器全停的原因，并且要監視主變的油溫情況，防止主變油溫過高。其次，需要確認主變冷卻器全停的情況是否屬實，若已經發生全停，那么需要立刻降低發電機有功和無功的負荷，在全停后的一個小時內不能夠恢復冷卻器的運行，那么應當做好停機事故的各項準備。最后，需要檢查冷卻器的兩路電源進線三相是否有電，若有電時，應當對控制箱內設備外觀和氣味進行檢查；若無電時，則需要檢查兩路電源是否能夠正常供電，并立刻組織相關人員進行電氣檢修工作。

三、水電廠主變冷卻器全停技術改造的具體措施

（一）對空載時冷卻器“水流中斷”的判斷依據進行改造

首先，需要結合不同主變的設計情況和廠家報告進行分析，根據主變空載中的損耗、單冷卻器的水流量以及單冷卻器的容量來進行冷卻條件的冷卻器臺數計算，并制定相應的公式，具體公式因按照：臺數=變壓器損耗×1.15冷卻器冷卻容量來進行計算。按照這種方式，能夠使得主變在空載的情況下，可以合理的計算出應啟動幾個冷卻器能夠滿足當前空載損耗的冷卻要求，而在空載水流量較低的條件下，可以不需要切除冷卻器[1]。在針對可能發生的水流量地的誤報警情況，需要對主變壓器空載時的流量計報警做出特殊的處理，在計算機中連接PLC控制系統，讓PLC系統來接收這種開入信號，防止因為“水流中斷”而使得冷卻器產生全停的狀況。

（二）主變冷卻器判斷主變停電依據改造

一般冷卻器判斷主變停電的依據為：發電機出口開關、主變高壓側中開關、主變高壓側邊開關，這三種開關常閉輔助接電串聯。這種判斷方式很容是導致主變冷卻器誤判主變帶電而啟動，但冷卻水泵卻沒有啟動，這種情況會導致冷卻器中發生“水流中斷”進而使得冷卻器出現全停報警現象[4]。因此，需要對主變冷卻器的帶電判斷進行改造，具體方案主要是通過冷卻器低壓側有壓繼電器取一組常開接點，當其中有壓時，讓接點閉合送至主變冷卻器PLC輸入模塊，判斷主變冷卻器帶電，并實時監控主變冷卻器的帶電情況。與此同時，還需要更改主變冷卻器空載時水泵出口的流量，根據冷卻器的實際情況進行相應的測試與計算，最后制定出設定值，保證主變變壓器的空載運行，滿足主變壓器損耗中的冷卻需求。

（三）對主變冷卻器全停跳閘回路進行優化

在對主變冷卻器全停跳閘回路進行優化時，首先需要將主變冷卻器的核心控制回路中主要繼電器換成低壓電控制的繼電器，隨后對全部的繼電器進行整合處理，并加設視頻監控系統，以便能夠對主變冷卻器全停跳閘回路進行實時的監控，保證主變冷卻器的穩定工作[2]。其次，利用絕緣材料更換主變冷卻器中的主要固定裝置。也就是控制箱子上的膠木板子，使用絕緣材料將其更換，能夠將交流電源對于主變冷卻器的影響降到最低，并通過溫度來進行接點的判別。最后，改變主變冷卻器控制回路中延時繼電器的位置，把延時繼電器移動到保護屏上，也就是在保護屏上加設一個繼電器，并將原來的接點一起進行并接，從而能夠達到動作的直跳出口目的。

四、結語

綜上所述，水電廠中主變冷卻器對于整個水電廠的供電工作十分重要，它能夠控制主變壓器的溫度，使主變壓器能夠穩定運行，從而讓水電廠能夠穩定可靠的進行工作，而主變冷卻器全停技術改造更是現階段業內人士所關注的重點問題。因此，需要對空載時冷卻器“水流中斷”的判斷依據進行改造、對主變冷卻器判斷主變停電依據改造，同時還需要對主變冷卻器全停跳閘回路進行優化，只有這樣才能夠使主變冷卻器得到更好的運行。

參考文獻：

[1]吳家樂.淺談水電廠主變冷卻器全停技改措施[J].城市建設理論研究（電子版）， 2016（13）：1-4.

[2]劉海燕，劉向磊.主變冷卻器全停信號回路改進[J].水電與新能源，2015（09）：51-53.

[3]李世奇.淺談張家口發電廠變冷卻器全停事故處理[J].河南科技，2014（12）：95-96.

[4]張穎春.主變冷卻器全停跳閘回路優化研究及改造[J].技術與市場，2013（11）：65+67.

[5]金文俊，王文松，陳強，李波.錦屏二級水電站“主變冷卻器全停”告警原因分析及改進措施[J].中國科技博覽，2013（24）：91-92.

作者簡介：琚澤順，男，安徽宣城市人，本科，工程師，大唐雅安電力開發有限公司計劃營銷部主任。