主變空載冷卻供水增壓泵主備用切換邏輯優化淺析

任 鑫，蔣君操，王康樂，唐夏雨，龐希斌

（國網新源湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司，湖南 長沙410213）

1 概述

黑麋峰電廠主變空載冷卻供排水系統是根據變壓器在空載運行時產生熱量少，需要冷卻水量少，并將主變壓器冷卻水排到機組尾水管進行重復利用而設置的冷卻系統。近年來隨著電力產業的大力發展，抽水蓄能機組運行越來越頻繁，當前主變壓器空載供水增壓泵的運行方式已不滿足電網需求，故需對主變增壓泵主備用切換邏輯進行優化，保證變壓器運行穩定，提升設備總體安全性。

2 邏輯優化原因分析

目前黑麋峰電廠主變壓器空載供水增壓泵主備用是根據增壓泵運行時間來進行切換：即主用增壓泵在啟動運行后，需連續運行滿24 h后，主備用才進行切換。如主用增壓泵運行時間未滿24 h即停泵，則計時清零，下次啟動時主用增壓泵重新開始計時。由于目前機組運行頻率增大，每臺機組每天均需啟動2～3次，導致備用增壓泵一直無法切換為主用，故需對主變增壓泵主備用切換邏輯進行優化。

3 問題分析

（1）在抽水蓄能機組運行頻率較小時，機組日啟動次數均0.5臺次，即單臺機組48 h會啟動1次（黑麋峰電廠共安裝4臺機組），主變壓器空載供水增壓泵主備用切換優化前的邏輯滿足機組運行方式的需要。當系統運行頻率增大以后，日啟動次數均2.5臺次，主用增壓泵在啟動運行后，需連續運行滿24 h后，主備用才進行切換。如主用增壓泵運行時間未滿24 h即停泵，則計時清零，下次啟動時主用增壓泵重新開始計時。由于機組啟動頻繁，增壓泵運行時間在運行未滿24 h之前就清零，導致其中1臺增壓泵持續長時間運行，不滿足當前電網運行方式的需要。

（2）主變壓器空載供水增壓泵單臺泵長時間運行，可能會導致增壓泵電機過熱，發生電機燒毀、絕緣降低等異常情況，減短增壓泵壽命。

（3）單臺泵長時間運行導致泵出現缺陷的幾率大大增加，運維人員維護設備任務增大，增加設備維護運營成本。

（4）主變壓器在未檢修時一直處于運行狀態，需要冷卻系統對絕緣油進行冷卻，而主變壓器空載供水增壓泵是冷卻系統中必不可少的設備，也是保證提供冷卻水流量的供水設備。增壓泵若出現故障，將會影響主變壓器的安全穩定運行，如主變壓器油溫持續增高，可能導致跳開上級開關，發生設備事故。

綜上所述，主變壓器空載供水增壓泵是黑麋峰電廠運行必不可少的設備，伴隨著電力產業的進步，為適應其運行方式，應對主變壓器空載供水增壓泵主備用切換邏輯進行優化，保證電網、設備安全穩定運行。

4 邏輯優化處理建議

針對目前我廠主變增壓泵實際運行狀況，建議將主變增壓泵主備用切換方式由按運行時間切換修改為按運行時間或按啟動次數進行輪換，即增加主用增壓泵在運行時收到監控遠方停止令后，主備用泵輪換1次，具體實施步驟如下（以1號主變壓器增壓泵為例）：

（1）將1號主變壓器增壓泵PLC程序進行備份。

（2）對1號主變壓器增壓泵主備用切換邏輯進行修改，在PLC控制主程序的“網絡21”與“網絡25”程序段內分別增加“遠方切除中間信號”點，詳見圖1～圖4。

（3）在機組停機狀態下，手動啟動1號機1號技術供水泵，確保1號主變壓器冷卻用水。

圖1 修改前1號泵切換2號泵為主用邏輯

圖2 修改后1號泵切換2號泵為主用邏輯

圖3 修改前2號泵切換1號泵為主用邏輯

圖4 修改后2號泵切換1號泵為主用邏輯

（4）將1號、2號增壓泵控制方式切至手動方式。

（5）將修改編譯好的1號主變壓器增壓泵程序下載至主變增壓泵控制箱PLC內，并運行PLC程序。

（6）將1號增壓泵控制方式切至自動方式，再將2號增壓泵控制方式切至自動方式。

（7）在1號主變壓器增壓泵控制箱內，模擬監控遠方發令啟動增壓泵，檢查1號增壓泵是否正常啟動運行。

（8）在1號主變壓器增壓泵控制箱內，模擬監控遠方發令停止增壓泵，檢查1號增壓泵是否正常停泵。

（9）在1號主變壓器增壓泵控制箱內，模擬監控遠方發令啟動增壓泵，檢查2號增壓泵是否輪換為主用并正常啟動運行。

（10）在1號主變壓器增壓泵控制箱內，模擬監控遠方發令停止增壓泵，檢查2號增壓泵是否正常停泵。

（11）在1號主變壓器增壓泵控制箱內，模擬監控遠方發令啟動增壓泵，檢查1號增壓泵是否輪換為主用并正常啟動運行。

（12）手動停止1號機1號技術供水泵，檢查1號主變冷卻器冷卻水流量正常。

5 風險分析與注意事項

（1）程序修改前，需對增壓泵原程序進行備份并保存好。

程序修改后，在下載至PLC之前，需對修改后的程序進行編譯，確保修改后的程序無錯誤。

（2）在將修改后的程序下載至PLC后，需將PLC置運行狀態。

（3）在進行增壓泵模擬試驗前，需啟動技術供水泵，保證主變冷卻用水。在試驗時，需時刻關注主變溫度，如發現主變溫度突升，則立即停止試驗，檢查主變溫度突升原因并立即進行處理。

（4）試驗完成后，需將主變增壓泵及技術供水泵控制方式切至初始方式。

6 結語

修改后的主變壓器空載供水增壓泵主備用切換邏輯應能滿足單泵單次連續運行24 h自動切換備泵為主泵運行，或是主用泵運行時收到監控遠方停止令后切換備泵為主泵，增壓泵主備用輪換無異常。