500 kV變壓器冷卻器空氣開關跳閘原因及對策

0 引言

蘭溪電廠#1、#2、#3機組主變冷卻器各配置了4組冷卻通道，每組冷卻通道配備2臺風扇和1臺潛油泵，每臺變壓器分相配置1個冷卻器控制箱用于控制冷卻器風扇和循環油泵。控制箱供電電源為兩路交流380 V，一路工作，一路備用，均配有過流保護。為確保電源正常，每月需做一次切換試驗，模擬工作電源故障時故障報警及備用電源的自動投入。此外，每組冷卻器配有一個空氣開關用于電機的短路保護。備用冷卻器的定期檢查的程序為在ECS上將主變各備用冷卻器及輔助冷卻器試投一遍，檢查有無報警及不能工作的情況，再將每相主變的#1、#2組冷卻器投入1組運行，#3、#4組投入1組運行，剩下的分別投輔助及備用，以避免工作的冷卻器因電源等原因跳閘時造成冷卻器全停。

1 故障現象

2021年9月9日，蘭溪電廠#3機組主變C相#4冷卻空氣開關跳閘，主變冷卻器發出故障報警信號。就地檢查發現是冷卻器控制箱電源空氣開關跳閘，造成主冷卻器冷卻能力下降。此時正處迎峰度夏期間，現場環境溫度及主變油溫都較高，3組冷卻器處于運行狀態。利用測溫儀測得跳閘空氣開關表面溫度高達70℃以上，柜內溫度50℃。打開柜門進行初步散熱后，柜內溫度降到39℃，空氣開關表面溫度降到55℃。

1.研究視角需進一步多元化、專業化。目前的研究視角相對狹窄，大多從歷史學、社會學角度出發，跨學科研究較少；研究方法較單一，重理論輕實踐，重定性少定量；比較研究、實證研究及創新性研究較少。因此，還需進一步開闊研究視角和研究思路，如可從哲學、生態學、政治學、經濟學、管理學等學科視角出發對黨的生態文明思想進行研究；研究視角既需多元化，同時也需專業化。專家學者需根據自身的研究方向和擅長的研究方法，對黨的生態文明思想進行細致而深入的研究，并做到理論聯系實際，避免泛泛而談，言之無物。

2 主變冷卻器控制原理

主變冷卻器控制回路圖如圖1所示。夏季時會有3組運行：處于工作位置的2組承擔運行任務；處于輔助位置的，其啟停由主變油溫及負荷電流決定；剩下的1組備用。4組冷卻器不得同時運行，以防冷卻器全停導致保護動作。變壓器油循環由潛油泵實現，變壓器油冷卻由風扇完成。

3 故障原因分析

本文從以下幾方面對故障原因進行了分析：

1)負荷方面

校外交流，也是校本教研的重要內容。建立校際之間的廣泛合作、相互交流、共同支持的工作機制，建立跨組、跨學科、跨學校、跨地區教學研究的交流與合作機制，采用“走出去、請進來”的辦法，邀請名師、教育專家、學者來校講學，傳經送寶，爭取他們的專業指導和支持。這有利于我們學習先進經驗和做法，有利于拓展教師思路，開闊視野。

但是，對于但采爾要求一下子預支3個月月俸的事情，中研院同事們很有想法。因為，照中國的慣例，都是次月領取月俸，更何況當時中研院經費十分緊張，許多人還尚未領取應得的月俸，但采爾卻要預領3個月的月俸，有點不通情理。蔡元培也表示：“其先權利而后義務之根性，仍與普通人歐洲人差不多，殊令弟詫異。”[11]14

該廠主變冷卻器電源開關選用的是施耐德C65ND25三極（3P）空氣開關，額定電流為25 A，但在實際運行環境下，空氣開關運行電流極限值與環境溫度有關。根據施耐德IC65N系列空氣開關溫度修正系數表，額定電流為25 A的空氣開關在環境溫度為70℃時最大載流為19．23 A，再根據微型空氣開關并排布置降容0．8的使用限制，在夏天箱內溫度70℃的情況下，空氣開關實際運行電流允許值為I

=I

×K

=19．23×0．8=15．384 A，運行電流與經降容后的額定電流比為：I

/I

=17．62/15．384=1．15，大于國標GB 10963．1規定的1．13倍不脫扣電流。

2)開關選型

另據GB 10963．1《家用及類似場所用過電流保護斷路器 第一部分：用于交流的斷路器》規定，標準的工作條件為：周圍空氣溫度上限不超過+40℃，下限不低于-5℃，且在24 h內的平均溫度不超過+35℃

。

迎峰度夏期間運行的1組冷卻器包含2臺風扇和1臺潛油泵，對額定電流進行計算，I

=I

×2+I

=13．67+3．8≈17．47 A，實際電流測量為17．62 A，稍高于額定電流，但小于空氣開關25 A的額定電流。此外，對信號、控制、跳閘等回路進行了絕緣檢查，均正常。

上世紀70年代河北農村，沒有高大上的玩具，當時的孩子們卻相當的快樂，滾鐵環、摔片兒、彈玻璃球、斗雞……一個小村子里，卻有這么一個小P孩子，一天天把全村的碎磚頭撿到自己家的院子里，當時貧困，稍有成型的磚塊早被主人家利用起來，能丟在街上或進胡同里的，自是不能再用，母親嫌亂，把磚頭當垃圾清理了，沒過幾天，又被撿了回來今天搭個雞窩明天建個房子，轉天又壘個豬圈……。后來母親也沒了脾氣，就隨之任之了。因為皮膚黑，又整天把自己整成個泥猴子，大家都叫他“黑健兒”。

故在夏季高溫工況下，空開運行一段時間后會跳閘，是高溫環境及空開電源開關并排安裝使開關降容導致的

。

4 解決方法

總而言之，國內人造金紅石制備過程中總體呈現出以下問題：產品粉化嚴重；鹽酸再生回收利用困難；設備腐蝕嚴重。

在GB 14048．2-2008《低壓開關設備和控制設備第2部分：斷路器標準》中，低壓交流斷路器是指在額定電壓不超過1 000 V，交流50或60 Hz的電網條件下，能夠接通、承載及分斷正常電路條件下的電流，也能在所規定的非正常電路條件（如短路）下接通、承載一段時間和分斷電流的一種機械開關設備。按保護對象不同，低壓交流斷路器又分為配電斷路器和電動機保護斷路器，前者主要是保護電線電纜，后者主要是保護電動機

。

電動機保護斷路器分兩大類：第一類，兼具過載保護和短路保護功能，脫扣器類型為熱磁型和電子式；第二類，只具有短路保護功能，需與為電動機提供過載保護的熱繼電器配合使用

。

《工業與民用配電設計手冊》第四版第12．1．5．3節關于電動機低壓斷路器的選擇闡述如下：

2）僅作短路保護時，在另外加裝過載保護電器的情況下，宜采用只帶瞬動脫扣器的低壓斷路器，或把長延時脫扣器作為后備過電流保護。

1）當采用斷路器作為短路保護時，電動機主回路應采用電動機保護用低壓斷路器。其瞬時過電流脫扣器的動作電流與長延時脫扣器動作電流之比（以下簡稱“瞬時過電流倍數”）宜為14倍或10～20倍可調。

由表中結果可知，冷卻時間的延長會導致粉煤灰燒失量變小，其原因可能是隨著樣品和坩堝放置時間的延長，會吸收空氣中的水分從而導致灼燒后樣品的稱重增加，進而使得計算的燒失量減小與實際值產生一定的偏差，因此樣品冷卻后應及時對其進行稱重，避免吸收水分產生誤差。

3）兼作電動機過載保護時，即在沒有其他過載保護電器的情況下，低壓斷路器應裝有瞬動脫扣器和長延時脫扣器，且必須為電動機保護型。

過電流脫扣的整定電流如下：

4）瞬時脫扣器的整定電流應為電動機起動電流的2～2．5倍；

5）長延時脫扣器用作電動機過載保護時，其整定電流應接近但不小于電動機的額定電流，且在7．2倍整定電流下的動作時間應大于電動機起動時間

。

由該廠主變冷卻器控制回路圖可看出，主變冷卻器控制回路裝有熱過載繼電器，有過載保護和缺相保護作用，故主變冷卻器空氣開關選型時不用過度強調其過載特性，結合施耐德同系列微型空氣開關說明，將空氣開關由C65ND25更換為C65ND32。查施耐德C65N系列空氣開關溫度修正系數表可得，在表面環境溫度為70℃時最大允許電流為24．79 A，則I降容=19．83 A，最大運行電流與經降容后的額定電流比為0．89，小于降容后的額定電流，滿足現場使用要求。此外，考慮到夏季現場高溫環境，為降低溫度對空氣開關特性的影響，在冷卻器柜門上加裝了冷卻風扇。方案實施后，經歷了迎峰度夏期的考驗，主變冷卻器未再發生電源開關跳閘故障，為主變的安全運行提供了有力保障。

5 總結

一般空氣開關在其本體上標識的額定參數為標準條件（30℃，單臺布置）下的參數，實際選型時應考慮現場使用環境，如溫度、數量、布置等，對最大載流值進行修正，以避免因選型的不當對主變的穩定運行帶來隱患。

［1］陸海東.變壓器冷卻器控制箱空氣開關跳閘原因分析及處理，電工技術.

［2］GB10963.1家用及類似場所用過電流保護斷路器第一部分:用于交流的斷路器.

［3］GB14048.2-2008低壓開關設備和控制設備第2部分.

［4］工業與民用配電設計手冊第四版.中國電力出版社出版，2016.

［5］文嘉，馬強，茍長松.保護與開關配合的案例分析.電工技術.

［6］同［5］.

［7］鮑國棟.電動機保護斷路器選擇探討.現代建筑電氣.