一起强油循环风冷变压器冷却回路故障分析

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1、一起强油循环风冷变压器的冷却回路故障分析安勇、刘雪寒、赵剑锋（广元电业局，四川广元628000）摘要：介绍了一起设备验收中发现的强油循环风冷变压器冷却器不能同时启动的故障。通过对故障现象的分析，查明了故障原因，并阐述了故障的潜在危害性，提出了防范措施及改进建议。关键词：强油循环风冷；变压器；冷却器故障；500kV昭化变电站位于四川省广元市境内，是广元地区首座500千伏变电站。该站始建于2008年3月，其间经受了5·12大地震的洗礼，一期工程于2010年12月投运。该站一期工程共有两台分相式强油循环风冷变压器，容量共计1500MVA。在一期工程全部设备安装竣工后，由运行和检修

2、人员共同进行了全面的设备验收。当验收变压器风冷系统时，发现#1变压器C相本体只能同时运行两台冷却器，而第三台冷却器一启动即会导致油泵热继电器动作跳闸。根据故障现象，对风冷控制回路进行了多方查找，均未找出故障原因，后经过综合分析，判断故障原因出自油路系统，并最终得到证实。1故障经过#1变压器每一相本体均有三台冷却器，每台冷却器由1只油泵（MB1）和3只风扇（MF11~13）组成。油泵和风扇电机均设有过负荷、短路及断相运行保护功能。每台冷却器可通过切换开关（SC1）在“运行”、“辅助”、“备用”、“停止”状态间切换。冷却器的“辅助”状态主要是指当变压器顶层油温和负荷电流达到规定

3、值时，自动启动尚未投入运行的辅助冷却器。而“备用”状态则是当运行中冷却器发生故障时，自动启动备用冷却器。控制原理如图1所示。运行人员和检修人员按设备验收卡分别对#1变压器A相、B相的三台冷却器进行了启动、停止以及辅助、备用状态的测试，均能实现设计的逻辑功能。随后对#1变压器C相的三台冷却器进行测试验收。将#1变压器C相的1号、2号冷却器的切换开关（SC1）依次切至“工作”时，冷却器均运行正常，当将3号冷却器的切换开关（SC1）切至“工作”时，3号冷却器风扇能启动运转，但其油泵启动一两秒钟后热继电器（KH11）即动作致油泵电源接触器（KM1）脱扣失电，并通过中间继电器（K21

4、）常闭接点发出“工作冷却器故障”的信号。复归热继电器后，用钳形电流表卡在3号冷却器油泵的A相电源进线上，重新投入3号冷却器，钳形电流表显示电流达12A，超过热继电器4.5A的整定值，热继电器再次动作。因为是设备安装后的竣工验收，所以首先怀疑是油泵电机回路有短路情况或电机转子有卡塞，才会有较大的电流。随后将1号、2号冷却器停止运行，用兆欧表测量3号冷却器油泵电机回路的相间及对地绝缘，均达到10MΩ以上符合运行规定。排除了油泵电机回路有短路情况后，再次投入3号冷却器，准备试听油泵电机的声音，但油泵和风扇均正常运转了，也排除了电机有卡塞的情况。现场验收人员遂决定重新进行验收。当依

5、次启动1号、2号冷却器后，再启动3号冷却器，故障依旧。停止1号、2号冷却器运行，单独启动3号冷却器时，3号冷却器又能正常运行。此时，怀疑是因为三台冷却器不能同时启动，于是启动2号冷却器，运行正常，再启动1号冷却器，果然1号冷却器出现了同样的故障现象。验收人员又试验了在启动1号、3号冷却器后，尝试启动2号冷却器，2号冷却器也出现了同样的故障现象。三台冷却器不能同时启动的怀疑得到了证实，但原因何在？虽然是新安装设备，可能存在风冷控制回路接线错误，但此种故障现象让人不思不得其解，什么样的错误接线才能导致如此“杰作”？验收人员立即对整个风冷控制回路的二次接线进行了检查，未发现有明显

6、的错误。验收人员对风冷控制回路进行了深入分析，提出假设：是否是冷却器进出油阀门处于半开位置，三台冷却器一起运转时，每台冷却器油泵获得的油量较少，使油流继电器（KO1）不能动作，发出“工作冷却器故障”的信号。验收人员当即对冷却器的各阀门进行了检查，发现冷却器顶部与变压器本体联接的两只蝶阀全部处于关闭位置。当打开这两只蝶阀后，再次投入三台冷却器，均运转良好。1原因分析该冷却器型号为YFZL型强迫油循环风冷式，其结构有一特点：由3台冷却器构成一组后再与变压器本体顶部和底部分别通过四只蝶阀相联接，即每台冷却器没有直接与本体相联接的阀门与油路管道。其结构原理如图2所示。正常情况下，冷

7、却器组顶部和底部与变压器本体联接的四只蝶阀应全部打开时，可同时启动三台冷却器，其油流走向如图3。变压器本体顶部的热油经冷却器降温后，再注入变压器本体底部，从而将变压器绕组内部的热量带出来，起到散热的作用。而本次故障遇到的情况，即顶部或底部两只蝶阀全部关闭，若启动两台冷却器，其油流走向将如图4所示。即两台冷却器的油流全部经第三台冷却器的反向油路形成循环通道。而此时再启动第三台冷却器，因为其油路中已经有极大的反向油流，故第三台冷却器油泵电机要克服极大的力矩，所以必然会造成油泵电机过负荷，热继电器动作，导致油泵电机接触器