一起主變冷卻器全停事件原因分析

馬 瑞

(淮滬煤電有限公司田集發電廠，安徽 淮南 232098)

0 引言

某電廠660 MW 機組主變壓器，型號為SFP-720000/500，采用6+(1)組LK8-315 (310 kW)強油循環風冷卻器。冷卻器本體由橢圓形翼片管、散熱風扇、潛油泵、構架構成，熱油在管內流動，將熱量通過翼片管傳遞到空氣中，冷卻過的油通過潛油泵閉路循環到變壓器中，周而復始進行降溫。冷卻器正常運行時，由就地控制柜進行控制，4 組冷卻器投運，另2 組投輔助檔位熱備用，當變壓器油溫持續上升至55 ℃和65 ℃時，熱備用的2 組冷卻器分別根據預先設定的邏輯自動投運。按機組運行規定要求，該主變冷卻器最多同時投運6 組冷卻器，保留1 組冷卻器作為備用。

1 事件概述

1.1 事件回顧

某日16:10，運行人員監盤發現DCS 畫面“主變工作或輔助冷卻器故障”報警，機組長及巡檢立即就地檢查，發現2 號主變冷卻器全停。運行人員在就地將“2 號主變冷卻器控制柜”內的7 組冷卻器轉換開關均切至停用位置，將主變冷卻器電源由電源I 切換至電源II，嘗試啟動主變冷卻器，冷卻器無反應，又重新將主變冷卻器電源由電源II 切換至電源I，冷卻器仍不運行。進一步檢查發現7 組冷卻器的28 個熱偶均動作，立即對所有熱偶進行復歸，將主變冷卻器電源再次由電源I 切換至電源II 后，主變冷卻器正常啟動。在事件緊急處理期間，2 號機組自動發電控制系統(automatic generation control，AGC)退出運行，運行人員手動將負荷由628 MW 減至608 MW，主變上層油溫由56.6 ℃最高上升至62.6 ℃，整個事件(報警發生至冷卻器重新投用)共計持續約20 min。

1.2 事件過程處理

冷卻器全停后，檢修人員當即配合運行人員對現場進行了勘查和處理，檢查發現電機控制柜(motor control center，MCC)主變通風電源I 電源熔絲C 相熔斷，在復歸熱偶并將主變冷卻器電源由電源I 切換至電源II 后，重新啟動主變冷卻器，以保證主變正常運行。

搶修結束后，現場對MCC 柜進行了維護。更換了電源I 熔斷器內熔絲，測量了電纜對地及相間絕緣，試驗了電源I、電源II 之間自動、手動切換功能后，將冷卻器重新切換至電源I 進行供電，設備恢復正常運行，各項參數滿足規范要求，維持投入運行狀態。

2 原因分析

根據事件檢查處理過程以及圖紙對照可知，事件直接原因為主變通風電源I 采用熔斷器作為供電保護，熔斷器長期使用老化導致C 相熔斷，而其他兩相正常帶電，又因電源監視繼電器只采集了A，B 兩相電壓，未采集到故障相電壓，因而電源I 電源監視繼電器無響應，未能實現故障電源切換功能，冷卻風扇缺相運行，最終使熱偶動作，導致冷卻風扇全停。因電源故障、熱偶動作等多重因素疊加的影響，運行人員手動切換電源供電后，因不滿足啟動條件，冷卻器仍無法運行。

3 存在問題

(1) 電氣控制回路設計存在不足。主變冷卻器雙電源切換控制回路設計存在不足，雖然主變冷卻器的雙電源控制回路設計有互鎖自投功能，在電源監視繼電器發現一路電源失去后，會自動切換另一路電源供電，但雙路電源所使用的電源監視繼電器只取了A，B 兩相電源進行監視，而當C 相電源失去后，因電源監視繼電器不動作，導致不能及時進行電源切換，從而發生了主變冷卻器全停事件。

(2) 采用熔斷器形式的電源保護。某電廠一期兩臺機組于2007 年投入運行，電廠所有400 V 負荷，無論重要與否，其一次電源均采用熔斷器進行保護。熔斷器因三相分開，導致單獨一相出現問題時，其它兩相仍能正常運行，且熔絲長期運行老化或熔斷器底座氧化導致熔斷器電阻增大，均可能導致熔斷器異常熔斷。如果使用的是塑殼斷路器則不會出現單相斷開，其他兩相仍正常運行的問題，且塑殼斷路器在反應速度、壽命上均優于熔斷器。因此，主變通風電源I 使用熔斷器作為電源保護，是導致主變冷卻器全停事件發生的直接原因。

(3) 熔斷器的使用及維護管理缺失。電廠內部對熔斷器內的熔絲使用期限、安裝要求未做明確規定。日常使用時，熔絲熔斷后才進行更換，且運行人員送電時如果熔絲插入不夠嚴密也可能會導致熔斷器異常熔斷。由于未對熔絲進行深入研究，對多久需進行熔絲更換、熔絲安裝如何監督等問題均未明確規定，促成了此次冷卻器全停事件的發生。

(4) 專業人員責任心不足，未能發現隱患。本次事件中，電廠一期主變冷卻器控制回路及熔斷器存在隱患的問題從建廠以來一直存在，但由于員工責任心不夠，在后續機組投運后，電源監視繼電器已修改為三相電源監視繼電器的情況下，未進行圖紙、設備的系統分析和比對研究，也未能發現該隱患，最終導致了事件的發生。

4 防范措施

事件發生后，對一期主變冷卻器就地控制箱進行了普查，發現就地控制箱內的電氣控制回路設計均是按此模式進行設計，存在同樣的隱患。針對這樣情況，做出如下反措。

(1) 運行專業制訂熔斷器管理規定。對現場的所有熔斷器，按熔斷器供電電源的重要性分級，采用同行業其他電廠的經驗定期更換熔斷器內的熔絲，同時運行專業在安裝熔絲時應做好檢查及監督，保障熔斷器良好的工作特性。

(2) 更換熔斷器。利用機組檢修機會逐步將母線段上重要負載的熔斷器更換成塑殼斷路器，保證后續供電的可靠性和故障時同步動作的準確性。

(3) 更換電源監視繼電器。現場電氣控制回路中電源監視繼電器全部更換成三相電源監視繼電器，當有其中任何一相故障時均能及時進行自切動作，保證電源的可靠性，防止出現上述事件。

(4) 落實設備管理責任，提高人員責任心。提高員工責任心，按設備進行劃分，定人定設備，實行責任到人，提高員工主觀能動性，用精益求精的精神實施現場工作。對現場同類設備比對其控制原理，找出相異的原因，優化現有控制方式，盡最大努力做好事件的事前預防，而不是被動消除事件所帶來的影響。

5 結束語

通過多方面分析可知，主變冷卻器全停事件發生的原因既有設計的缺陷，也存在現場管理的缺失。為降低類似事件的發生率，應加強設備本身及設計的分析，通過設備運行原理的研究和類似設備應用中的差異對比，找出固有的和先天的缺陷，同時以專業化的要求提升人員的責任心和管理水平，確保機組安全穩定運行。