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摘要：强迫油循环风冷（OFAF）广泛应用于变电站主变中，其冷却器电源切换回路故障易造成跳闸事故，提出对控制回路进行改进、解决方法。
关键词：强迫油循环风冷；控制回路；跳闸
1.主变压器冷却方式及风冷控制回路的相关要求
变压器的冷却方式有自然冷却（ONAN）、自然油循环冷却（ONAF）、强迫油循环风冷（OFAF）等方式。按照《广东电网公司电力变压器（含高抗）技术规范》规定：当冷却装置故障、自动控制装置故障、冷却器退出运行时，保护装置应能检测出并发出报警信号。当冷却系统电源消失时，应及时发出信号，并按主变冷却方式要求，在必要时经一定时限自动切除变压器。
对于强油风冷的220kV主变压器，根据有关规程和变压器厂家说明书要求：在冷却器全停（即冷却器交流I段、II段工作电源均失电）的情况下，若主变油温未超过75℃，主变最长允许运行时间不得超过60min，超过60min则主变本体冷却器全停失电保护将主变三侧开关跳开；若失电时间超过20min，且主變油面温度超过75℃，则主变本体冷却器全停失电保护即刻将主变三侧开关跳开，造成主变非计划停运。
2.强油循环风冷全停跳闸回路现状分析
虽然近几年220kV 及以上大型主变压器冷却方式已多不再采用强油风冷，但电力系统中仍有不少安装有强油风冷的220kV 主变压器在运行。目前我局运行当中的220kV 主变仍有不少主变冷却方式是采用强油循环风冷。由于冷却器控制回路的设计仍存在着很多缺陷，变压器冷却装置电源切换回路故障在电力系统引起的事故屡见不鲜。如某220kV变电站1号主变冷却器总控制箱内工作电源（Ⅰ段）交流接触器线圈烧毁。由于厂家设计未考虑到交流接触器线圈烧毁（或该回路断线），因此主控制室无任何信号，冷却器不能自动切换至备用电源（Ⅱ段），致使冷却器失去电源，造成主变跳闸事故。因此，强油循环风冷变压器冷却装置能否可靠运行直接关系到变压器的安全运行。其控制回路由诸多接触器、继电器、保险及空开组成，当任一元件发生故障时均可能导致冷却器部分停止运行或全停，若不及时对上述控制回路进行改造，就会给电力系统的安全稳定运行带来威胁，为事故的萌发提供了条件。
3.改进方法
现针对某公司的强迫油循环风冷装置控制回路进行分析，提出解决此类问题的一般性方法。以KMS1接触器接通，380V电源I段工作，KMS2接触器断开，380V电源II 段备用进行分析。图1与图2为未改进控制回路图。
图1 电源切换控制回路图
图2 冷却器全停保护回路图
缺陷一：如图1所示，由于接触器KMS1或KMS2主节点在运行时长期通过负荷电流，会引起接触器节点发热，使氧化加剧，甚至烧毁造成缺相运行，当工作接触器发生一相或两相节点烧毁时引起缺相，并且不能自动切换到380VII段电源工作。将可能造成主变冷却器部分烧坏甚至全部烧毁，造成主变被迫停运事故。
图3 改进后的电源切换控制回路图
解决方法：如图3所示，利用三相交流电之和为零原理，在接触器KMS1、KMS2 负荷侧接3个电容器做成星形连接，当一相或两相断线时中性点出现零序电压，经KMS2接触器常闭节点启动时间继电器SJ1，使得SJ1常闭节点断开，K1继电器失磁，断开KMS1接触器，同时经继电器K1常闭节点启动KMS2接触器，并经KMS2的常开触点自保持，将380VII段电源自动投入运行。又因为KMS1接触器断开后，中性点零序电压消失，SJ1常闭节点瞬时返回，K1继电器励磁，若KMS2接触器未接通，KMS1接触器将被接通，形成零序电压再次出现，导致继电器SJ1、K1、KMS1“跳跃”现象。为了保证KMS1可靠断开、KMS2可靠接通，以及躲过KMS1、KMS2接触器接通瞬间三相不同期引起的零序电压，SJ1常闭节点选用瞬时断开延时闭合，使得KMS2可靠接通后，SJ1常闭节点才返回，并发出冷却器缺相信号。加入ST3是为防止因星形电容器C某相断线引起断相监视回路误动作。当380VII段电源自动投入运行后，SJ1继电器失磁其常闭节点接通，使继电器K1励磁，但由于在启动KMS1 接触器回路串接KMS2接触器常闭节点，所以KMS1接触器不能启动，无法可靠实现电源切换。待KMS1故障排除后，将电源切换开关SS重新切至电源I段即可恢复工作。
缺陷二：由于KMS1、KMS2接触器在运行中线圈长期处于励磁状态，会引起线圈发热，当制造质量存在问题时还可能引起烧毁；由于接触器控制回路使用元件较多，发生控制回路断线几率较大。图1所示当工作接触器KMS1 线圈烧毁或控制回路断线时，接触器KMS1线圈失磁，380VII段电源亦不能自投，使冷却器电源消失。如处理不及时可能引起冷却器全停保护启动，延时跳开主变各侧开关造成主变跳闸事故。
解决方法：针对此缺陷可在继电器K1、K2常闭节点上分别并接冷却器全停KT3 继电器延时闭合常开节点即可实现（见图3）。其动作过程为：当工作接触器KMS1 线圈烧毁或控制回路断线时，启动冷却器全停KT3继电器，KT3继电器延时闭合节点短接K1常闭节点，经K2继电器常开节点、KMS1接触器常闭节点启动KMS2接触器，380V II段电源自动投入运行。冷却器全停KT13继电器失磁，并通过KMS2接触器常开辅助节点保持。
4.结论
强迫油循环风冷装置的控制回路构成元件数量较多，如任一环节在设计时考虑不周，均有可能引起严重后果，基于以上原因对该回路进行分析，可发现问题并提出解决方法。同时希望生产厂家到现场与运行人员多沟通，了解运行中存在的问题，充分考虑冷却器控制回路在现场运行过程中存在的问题，使设计更合理、更完善。
参考文献：
[1]S.00.00.05/Q102-0012-0909-7256 广东电网公司电力变压器（含高抗）技术规范[S].
[2]广东省电力调度中心.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].北京：中国电力出版社，2007.
[3]袁乃志.发电厂和变电站电气二次回路技术[M].北京：中国电力出版社，2004.
[4]孙德臣.500kV 主变压器冷却器全停跳闸分析及处理[J].中国电力教育，2012
摘要：强迫油循环风冷（OFAF）广泛应用于变电站主变中，其冷却器电源切换回路故障易造成跳闸事故，提出对控制回路进行改进、解决方法。
关键词：强迫油循环风冷；控制回路；跳闸
1.主变压器冷却方式及风冷控制回路的相关要求
变压器的冷却方式有自然冷却（ONAN）、自然油循环冷却（ONAF）、强迫油循环风冷（OFAF）等方式。按照《广东电网公司电力变压器（含高抗）技术规范》规定：当冷却装置故障、自动控制装置故障、冷却器退出运行时，保护装置应能检测出并发出报警信号。当冷却系统电源消失时，应及时发出信号，并按主变冷却方式要求，在必要时经一定时限自动切除变压器。
对于强油风冷的220kV主变压器，根据有关规程和变压器厂家说明书要求：在冷却器全停（即冷却器交流I段、II段工作电源均失电）的情况下，若主变油温未超过75℃，主变最长允许运行时间不得超过60min，超过60min则主变本体冷却器全停失电保护将主变三侧开关跳开；若失电时间超过20min，且主變油面温度超过75℃，则主变本体冷却器全停失电保护即刻将主变三侧开关跳开，造成主变非计划停运。
2.强油循环风冷全停跳闸回路现状分析
虽然近几年220kV 及以上大型主变压器冷却方式已多不再采用强油风冷，但电力系统中仍有不少安装有强油风冷的220kV 主变压器在运行。目前我局运行当中的220kV 主变仍有不少主变冷却方式是采用强油循环风冷。由于冷却器控制回路的设计仍存在着很多缺陷，变压器冷却装置电源切换回路故障在电力系统引起的事故屡见不鲜。如某220kV变电站1号主变冷却器总控制箱内工作电源（Ⅰ段）交流接触器线圈烧毁。由于厂家设计未考虑到交流接触器线圈烧毁（或该回路断线），因此主控制室无任何信号，冷却器不能自动切换至备用电源（Ⅱ段），致使冷却器失去电源，造成主变跳闸事故。因此，强油循环风冷变压器冷却装置能否可靠运行直接关系到变压器的安全运行。其控制回路由诸多接触器、继电器、保险及空开组成，当任一元件发生故障时均可能导致冷却器部分停止运行或全停，若不及时对上述控制回路进行改造，就会给电力系统的安全稳定运行带来威胁，为事故的萌发提供了条件。
3.改进方法
现针对某公司的强迫油循环风冷装置控制回路进行分析，提出解决此类问题的一般性方法。以KMS1接触器接通，380V电源I段工作，KMS2接触器断开，380V电源II 段备用进行分析。图1与图2为未改进控制回路图。
图1 电源切换控制回路图
图2 冷却器全停保护回路图
缺陷一：如图1所示，由于接触器KMS1或KMS2主节点在运行时长期通过负荷电流，会引起接触器节点发热，使氧化加剧，甚至烧毁造成缺相运行，当工作接触器发生一相或两相节点烧毁时引起缺相，并且不能自动切换到380VII段电源工作。将可能造成主变冷却器部分烧坏甚至全部烧毁，造成主变被迫停运事故。
图3 改进后的电源切换控制回路图
解决方法：如图3所示，利用三相交流电之和为零原理，在接触器KMS1、KMS2 负荷侧接3个电容器做成星形连接，当一相或两相断线时中性点出现零序电压，经KMS2接触器常闭节点启动时间继电器SJ1，使得SJ1常闭节点断开，K1继电器失磁，断开KMS1接触器，同时经继电器K1常闭节点启动KMS2接触器，并经KMS2的常开触点自保持，将380VII段电源自动投入运行。又因为KMS1接触器断开后，中性点零序电压消失，SJ1常闭节点瞬时返回，K1继电器励磁，若KMS2接触器未接通，KMS1接触器将被接通，形成零序电压再次出现，导致继电器SJ1、K1、KMS1“跳跃”现象。为了保证KMS1可靠断开、KMS2可靠接通，以及躲过KMS1、KMS2接触器接通瞬间三相不同期引起的零序电压，SJ1常闭节点选用瞬时断开延时闭合，使得KMS2可靠接通后，SJ1常闭节点才返回，并发出冷却器缺相信号。加入ST3是为防止因星形电容器C某相断线引起断相监视回路误动作。当380VII段电源自动投入运行后，SJ1继电器失磁其常闭节点接通，使继电器K1励磁，但由于在启动KMS1 接触器回路串接KMS2接触器常闭节点，所以KMS1接触器不能启动，无法可靠实现电源切换。待KMS1故障排除后，将电源切换开关SS重新切至电源I段即可恢复工作。
缺陷二：由于KMS1、KMS2接触器在运行中线圈长期处于励磁状态，会引起线圈发热，当制造质量存在问题时还可能引起烧毁；由于接触器控制回路使用元件较多，发生控制回路断线几率较大。图1所示当工作接触器KMS1 线圈烧毁或控制回路断线时，接触器KMS1线圈失磁，380VII段电源亦不能自投，使冷却器电源消失。如处理不及时可能引起冷却器全停保护启动，延时跳开主变各侧开关造成主变跳闸事故。
解决方法：针对此缺陷可在继电器K1、K2常闭节点上分别并接冷却器全停KT3 继电器延时闭合常开节点即可实现（见图3）。其动作过程为：当工作接触器KMS1 线圈烧毁或控制回路断线时，启动冷却器全停KT3继电器，KT3继电器延时闭合节点短接K1常闭节点，经K2继电器常开节点、KMS1接触器常闭节点启动KMS2接触器，380V II段电源自动投入运行。冷却器全停KT13继电器失磁，并通过KMS2接触器常开辅助节点保持。
4.结论
强迫油循环风冷装置的控制回路构成元件数量较多，如任一环节在设计时考虑不周，均有可能引起严重后果，基于以上原因对该回路进行分析，可发现问题并提出解决方法。同时希望生产厂家到现场与运行人员多沟通，了解运行中存在的问题，充分考虑冷却器控制回路在现场运行过程中存在的问题，使设计更合理、更完善。
参考文献：
[1]S.00.00.05/Q102-0012-0909-7256 广东电网公司电力变压器（含高抗）技术规范[S].
[2]广东省电力调度中心.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].北京：中国电力出版社，2007.
[3]袁乃志.发电厂和变电站电气二次回路技术[M].北京：中国电力出版社，2004.
[4]孙德臣.500kV 主变压器冷却器全停跳闸分析及处理[J].中国电力教育，2012