摘要：随着大、中型变压器在电力系统中大量应用，为保护变压器及延长变压器的使用寿命，大、中型变压器普遍带有冷却系统，特别是强迫油循环风冷冷却系统，但是多年以来还是发生了一些因冷却装置全停(说明1)造成变压器损坏事故，以及变压器被迫停运造成广大用户停电情况的出现。本文分析了一起主变压器风冷全停故障成功处理的案例，并提出此类故障处理的相应对策。

　　关键词：主变压器;风冷全停故障;分析;处理

　　故障前运行方式：

　　故障前500kV鹤岭变电站为正常接线方式：

　　500kV：民鹤Ⅰ、Ⅱ回线、艾鹤Ⅰ、Ⅱ回线、鹤云Ⅰ、Ⅱ回线、#3主变运行，第二、三、五、六串合环运行。其中民鹤Ⅱ回线在第二串(不完整串)，民鹤Ⅰ回线、#3主变在第三串，艾鹤Ⅰ回线、鹤云Ⅱ回线在第五串，艾鹤Ⅱ回线、鹤云Ⅰ回线在第六串。

　　220kV：鹤九Ⅰ线604、鹤响Ⅰ线608在ⅠA母、鹤泉线638在ⅠB母，鹤九Ⅱ线606、鹤响Ⅱ线612、鹤西Ⅱ线642、#3主变630在Ⅱ母，#1母联616、#2母联624、#1分段618运行。

　　35kV：#3主变430、#3站用变436、2-2L426、3-1L428、3-2L432电抗器运行，电容器组均热备用。

　　站用电：35kV#3站用变运行带全站站用电负荷，外接电源10kV响月线运行，10kV#1站用变高压侧充电，低压侧热备用，站用变低压侧备自投投入。

　　#3主变当时负荷约380MW，A、B、C三相均为#1、#3冷却器运行，#2冷却器切“辅助”、#4冷却器切“备用”。当时环境温度29度，三相上层油温均为40度。

　　故障处理经过：

　　2008年10月18日14:40分，系统出现扰动，鹤岭变综自后台机上弹出近百条信息，变电运行值班人员在检查、分析、复归信号时，发现“#3主变A相冷却器全停”信号。

　　1、按站冷却器全停预案进行处理：

　　运行人员到现场检查发现#3主变A相冷却器风扇、油泵确已全停，#3主变B相冷却器运行正常，#3主变C相冷控柜亮“Ⅱ段冷却器工作电源故障”灯，但冷却器运行正常。主变全停应急预案立即启动。

　　首先启动预案一：当班人员马上汇报调度告知事件，同时监视主变负荷和油温。迅速用万用表检查A相冷控柜两段电源输入端电压正常，输出端即柜内交流母线排无电压。当班人员马上得出初步结论：交流输入端两个总交流接触器KMS1和KMS2未正确励磁。即手动强行励磁KMS1和KMS2，发现没有效果，柜内母线排并没有带上电压，冷却器组未能启动，预案一处理无效。

　　随即采用预案二：用一根鹤岭变专用于处理风冷全停故障的接入电缆(说明2)从主变检修电源箱接电源到A相冷控柜母线排，但接好后检修箱内电源空气开关跳闸(原因暂不清楚,需待该变压器停电检修时继续查找问题所在)，未能恢复冷却器运行，预案二失败。

　　马上采用预案三：解开#3主变A相的4号冷却器电源进线，用专用接入电缆(说明2)从主变检修电源箱直接接电源到A相4号冷却器电源输入端(如附图一1-L31、1-L32、1-L33)，这时第4组冷却器风扇、油泵恢复运转，时间在冷却器全停后10分钟左右;此时，主变A相上层油温已从40度上升到48度;4号冷却器启动后主变A相油温趋于稳定不再上升。

　　2、临时恢复一组冷却器后的回路全面检查：

　　临时恢复#3主变A相#4冷却器后，当班人员根据以往经验及现场检查情况判断：ST1、ST2两个继电器可能损坏(事后经检修人员检查确定#3主变A相冷控柜内ST1、ST2两个继电器因制造工艺不良而烧坏)，导致K2继电器无法自行励磁，于是人为强行励磁“第二段电源接入继电器K2”，K2启动了KMS2总交流接触器，15时10分左右，A相冷控柜内母线排带电，随后将第一组和第二组冷却器恢复运行。这样，在#3主变A相冷却器全停半小时后，就有三组冷却器强行恢复运行，上层油温很快下降到40度，恢复正常。 因K2继电器无法自行励磁，站内安排专人强行按压K2继电器数小时，一直至超高压公司检修人员到现场检查、开票处理。

　　而站内运行人员在检查判断#3主变A相冷却器全停原因是冷控柜内ST1、ST2继电器损坏后，马上告知检修单位，要求准备相应继电器备品;这为后来检修人员到现场后，能用很短时间消除缺陷做好了前期准备工作。

　　18时12分，运行人员许可超高压公司检修人员消缺工作票开工，19时43分，消除缺陷，终结工作票，#3主变冷却器装置全部恢复正常运行。

　　故障原因分析：

　　1、系统故障，电压大幅波动造成#3主变A相冷控柜内ST1、ST2继电器烧坏是这次异常的根本原因。

　　在进一步详细检查并经询问省调调度员，发现14时40分，因220kV系统株州电网发生故障，造成系统电压降低，鹤岭变220kV母线及35kV母线电压降低，220kV母差保护复合电压闭锁全部开放。同时，该站#3主变A相“风冷回路第一段电源监视继电器ST1”和“第二段电源监视继电器ST2”同时损坏，应闭合的常开结点打开，造成KMS1、KMS2交流接触器不能正常励磁(见附图1)，致使A相冷却器被迫全停，是这次异常的根本原因。而C相因只有备用的“第二段电源监视继电器ST2”损坏，因是Ⅰ段工作电源主供，故仅发“Ⅱ段电源故障”信号，当时未造成冷却器全停。

　　2、#3主变“电源监视继电器”存在产品质量隐患

　　9月17日该站曾发生过类似损坏事件：在投入35kV426电抗器调压的同时，#3主变B相“第二段电源监视继电器ST2”损坏，发“Ⅱ段电源故障”信号，因是Ⅰ段工作电源主供，未造成冷却器全停，9月18日检修人员来站对ST2进行了更换，但仍是相同型号及厂家的继电器。由此可见，9月17日、10月18日两次事件的发生均与系统电压波动有关，说明#3主变冷控箱内“电源监视继电器”(型号RD6，厂家：ANT ELECTRIC)存在电压波动情况下易损坏的隐患，目前#3主变三相共计6个此种继电器本次已更换三个(更换为西门子公司产品)，另外未更换的三个(#3主变B相两个、C相一个)将随时有可能因电压波动而损坏，尤其是#3主变B相两个均未更换，还有可能出现同时损坏造成主变冷却器全停的事件。

　　此外，#3主变A相冷控柜内“第二段电源接入继电器K2”在故障处理过程中存在接点卡涩现象，也是一个安全隐患，但检修人员消缺过程中试验正常，故暂未进行更换。

　　防范措施：

　　1、督促检修单位尽快更换剩余的三个存在质量隐患的ST1、ST2电源监视继电器(#3主变B相两个、C相一个)，并更换#3主变A相冷控柜内在故障处理过程中存在接点卡涩现象的K2继电器。

　　2、继续加强运行值班人员冷却器回路培训，不断提高运行值班人员处理冷却器全停的技术能力。

　　3、将冷却器回路图制成小图并打印后粘贴在#3主变三相的冷控柜内，便于随时查找，尤其是紧急情况下的查找。

　　4、监盘过程中加强对站用电电压的监视，确保站用电电压在380伏正负10伏区间内。

　　5、今后遇站内明显电压波动时，必须立即对#3主变进行特殊巡视。

　　6、将站用电室内所有交流电源标志进行颜色区分，重要交流回路标志(如冷却器电源、直流充电机电源等)用醒目颜色标注，便于紧急情况下人员能直接找到重要回路。

　　7、继续完善风冷全停故障处理预案，并补充制作交流接触器跳接电缆和热耦继电器跳接电线。

　　总结：

　　鹤岭变遇到的这起风冷全停故障由于站内发现及时、预案完善，处理得非常成功;本文希望通过对这起案例的分析，使运行值班人员熟悉风冷控制回路，针对各种引发风冷装置停运的具体情况，采取相应的防范措施和正确的处理步骤来防止冷却装置停运引发的变压器被迫停运事件，达到提高运行值班人员理论水平及处理事故障碍能力的目的。下面本文将针对各种可能引发风冷装置停运的具体情况，提出相应对策以供运行值班人员参考。

　　1、一台站用变供全部站用电负荷时，站用变低压侧无电压：

　　①站用变低压侧故障导致站用变高、低压侧断路器跳闸，主变压器风冷全停。

　　处理方法：如检查站用变外观无明显异常，试合站用变高压侧断路器，在站用变低压侧断路器电源侧测量三相电压无异常后，拉开所有交流负荷开关后试合站用变低压侧开关，再轮流合上交流负荷开关;如合上一路交流负荷开关后，站用变低压侧开关跳闸，则拉开此路交流负荷开关，再试合其它交流负荷开关。试合成功后，检查主变压器风冷装置运转正常。

　　②站用变故障导致站用变高、低压侧断路器跳闸，主变压器风冷全停。

　　处理方法：检查站用变有明显故障，或试合站用变高压侧断路器后高压侧断路器跳闸;此时拉开故障站用变两侧隔离开关后倒换站用变，由备用站用变供站用电负荷，再检查主变压器风冷装置运转正常即可。

　　③站用变外接电源故障、站用变高压侧母线相关设备故障、主变压器等设备故障导致站用电失压，主变压器风冷全停。

　　处理方法：用万用表测量站用变低压侧断路器负荷侧端子确无电压，马上倒换站用变，由备用站用变供站用电负荷;如无备用站用变或站用变外接电源故障则应第一时间调发电车来站，为站用电负荷提供电源，再检查主变压器风冷装置运转正常即可。

　　2、两台站用变分段供站用电负荷，站用变低压侧无电压时可参考第1条进行处理。

　　3、站用变低压侧有电压，主变压器总风控箱KMS1、KMS2交流接触器负荷侧无电压：

　　①主变压器风冷动力电缆被盗等原因引起的故障或低压配电室内主变压器风冷电源负荷开关故障导致风冷全停。

　　处理方法：用万用表测量总风控箱KMS1、KMS2交流接触器电源侧端子确无电压，再检查低压配电室内站用电确未失压，主变压器风冷装置及低压配电室未发现明显异常，如两路主变压器风冷电源负荷开关在“分”位，应试合正常后检查主变压器风冷装置运转正常即可;如风冷电源负荷开关合不上或合上后测量KMS1、KMS2交流接触器电源侧端子仍无电压，应马上拉开两路主变压器风冷电源负荷开关后，使用专用接入电缆(说明2)从主变检修电源箱或低压配电室配电柜内接电源到主变压器总风控柜母线排(如附图一L11、L12、L13)，即可恢复主变压器风冷运行。

　　②总风控箱KMS1、KMS2交流接触器同时不励磁导致风冷全停。

　　处理方法：用万用表测量总风控箱KMS1、KMS2交流接触器电源侧端子有电压，负荷侧端子无电压时;拉开低压配电室两路主变压器风冷电源负荷开关，并将主变压器总风控箱内电源切换开关切至“停用”位置，再用专用的交流接触器跳接电缆(说明3)一端接入KMS1、KMS2交流接触器电源侧端子(如附图一L1、L2、L3和L01、L02、L03)，一端接入KMS1、KMS2交流接触器负荷侧端子(如附图一L11、L12、L13)，合上主变压器风冷电源负荷开关即可恢复风冷运行。

　　4、主变压器总风控箱KMS1、KMS2交流接触器负荷侧有电压，分风控箱热耦继电器负荷侧无电压：

　　①主变压器总风控箱至分风控箱电缆故障导致风冷全停。

　　处理方法：用万用表测量总风控箱KMS1、KMS2交流接触器负荷侧端子有电压，分风控箱热耦继电器电源侧无电压;拉开需恢复运行的风扇控制电源开关，使用专用接入电缆(说明2)从主变检修电源箱或低压配电室配电柜内接电源到主变压器分风控柜热耦继电器电源侧(如附图一1-L31、1-L32、1-L33)，即可恢复主变压器风冷运行。

　　②分风控箱热耦继电器故障导致风冷全停。

　　处理方法：用万用表测量总风控箱KMS1、KMS2交流接触器负荷侧端子有电压，分风控箱热耦继电器电源侧有电压，负荷侧无电压，复归动作的热耦继电器后负荷侧仍无电压;则拉开需恢复运行的风扇控制电源开关，用专用的热耦继电器跳接电线(说明4)一端接入热耦继电器电源侧端子(如附图一1-L31、1-L32、1-L33)，一端接入油泵MB1热耦继电器负荷侧端子(如附图一1-L41、1-L42、1-L43)、风扇MF11热耦继电器负荷侧端子(如附图一1-L61、1-L62、1-L63)、风扇MF12热耦继电器负荷侧端子(如附图一1-L81、1-L82、1-L83)，再合上需恢复运行的风扇控制电源开关，即可恢复主变压器该组风冷运行。

　　说明1：变压器运行规程规定强迫油循环风冷变压器失去风冷却装置时，允许运行20分钟，在油温未到75度时，运行时间最长不允许超过60分钟。

　　说明2：鹤岭变电站制作的专用接入电缆为3根40米长VV22-3×8+1×6型电缆，一端为连接不带电端子的牛鼻子，一端为连接带电部份的铁夹(额定电流40A)。考虑到鹤岭变变压器型号为ODFPS-33400/500 强油循环导向式风冷单相自耦变压器，每相变压器各配风扇8个，额定功率2kW，额定电流4.85A;油泵4个，额定功率3kW，额定电流 9.5A。站内在选购电缆时，原则上确定电缆能带一组油泵加两个风冷器，共计7kW负荷。按习惯性选型1个平方的电缆能带2kW负荷，故购买的电缆型号为VV22-3×8+1×6型。根据检修电源箱额定电流为200A的电源开关六角螺母的大小，选择直径为1.5CM的电缆接头。

　　说明3: 交流接触器跳接电缆选用与专用接入电缆型号一致，为VV22-3×8+1×6型电缆。

　　说明4: 热耦继电器跳接电线选用与热耦继电器端子上设计接线型号一致。

　　附图一：鹤岭变#3主变冷却器控制回路图

　　区域一

　　区域二