变压器冷却系统存在故障及改进措施分析

变压器冷却系统存在故障及改进措施分析

刘普峰

山东达驰电气有限公司 山东成武 274200

摘要：冷却系统在变压器中处于重要的地位，其能否安全稳定运行，直接关系到发电厂、变电站变压器的安全运行。关系到企业的经济效益，关系到广大用户的电能质量，也关系到整个电力系统的安全运行。

关键词：变压器；冷却系统；故障；处理

1变压器冷却系统概述

变压器在运行过程中，伴随着空载损耗和负载损耗产生大量的热能。因此，在保证变压器绝缘性能、完成能量与电压转换的同时，必须将其损耗产生的热能及时疏散出去。所以变压器都安装了冷却系统用于疏散变压器运行中产生的热量，以延长变压器绕组绝缘寿命防止变压器油质恶化。否则变压器的寿命就会大大降低，甚至出现绕组绝缘过热、老化，以至造成设备损坏。温升的变化直接影响到带负荷能力及使用寿命。为了降低温升，提高出力，大中容量变压器的冷却方式都进行了改进，采用了强迫油循环风冷、水冷及导向水冷的冷却系统。强迫油循环装置用以加快油的流速，并通过外部的冷却器将油快速冷却，使变压器冷却效果大大提高。因此，变压器的安全运行，取决于冷却系统的安全运行。对各种冷却系统的运行方式，都有一定的要求和规定。不同冷却方式的变压器的运行允许温度见下表1。

表1不同冷却方式的变压器的运行允许温度

2变压器冷却系统故障处理

2.1冷却器组跳闸的处理

2.1.1冷却机组跳闸的原因

变压器运行中，某一组冷却器跳闸时，“备用”位置的冷却器组自动投入，报出“备用冷却器投入”信号。发生这种情况的主要原因经总结大致有以下几个方面，即：

（1）冷却器的风扇或油泵电动机过载，热继电器动作，使冷却器组的磁力开关失磁跳闸。可能是风扇风叶碰壳卡滞，风扇或油泵电动机轴承损坏等使之过载。

（2）冷却器组或某个风扇、油泵电动机，由于缺相运行，电流增大使热继电器动作。

（3）热继电器受酷热、强烈阳光照射等，温度升高(控制箱内)而误动。

（4）热继电器接点因振动或污垢，产生接触不良而发热误动。

（5）回路绝缘损坏，冷却器组空气小，开关跳闸。

2.1.2冷却器组跳闸的处理

首先，将自动投入的备用冷却器组改投到“运行”位置，再检査是热继电器动作，还是空气开关动作跳闸，判明故障性质。热继电器一般用作过载、缺相保护，不能保护短路故障；空气开关一般用作保护短路故障。

如果是空气开关跳闸，应检查回路中有无短路故障点。主要检査控制箱内各元件及电动机有无问题。若试投时再次跳闸，故障未消除，不能再次投入。

如果是热继电器动作，使冷却器组跳闸，可在恢复热继电器位置时，分清是油泵电动机还是某一只风扇电动机过载。再次短时间投入冷却器组，观察过载的风扇、油泵电动机有无异常情况，倾听其声音，判别故障。分别作如下处理：

（1）若潜油泵声音异常，冷却器组不能再投入，应汇报上级，由检修人员处理。

（2）各个风扇电动机中，若个别声音异常、摩擦严重、风叶碰壳、卡滞、转不动等，可在冷却器组控制箱内，将故障风扇电动机的端子线头拆下，恢复热继电器位置。试投入运行正常后，可将该组冷却器投入运行或备用位置。汇报上级，由检修人员检修电动机，对于风叶碰壳、松动、卡滞问题，处理后，可投入正常运行。

（3）整组冷却器或个别风扇电动机不起动，起动困难，应检查三相电压情况。检查各电动机上三相电压是否正常，有无缺相运行情况，控制回路保险是否熔断或接触不良。

（4）油泵及风扇均无异常，可能为环境温度过高，阳光直接照射造成。可稍冷却片刻，把控制箱门打开通风后便可投入。若气温不高，阳光不强烈，应检查热继电器接点接触情况。

（5）冷却器组过载，热继电器动作跳闸，应稍停片刻，再恢复热继电器位置。重新投入后，若再次跳闸，不得加大热继电器的动作电流，以免故障时不能动作，烧坏电动机。

（6）确属热继电器损坏时，应由专业人员更换。

2.2冷却器全停故障的处理

冷却器全停故障，有两种情况：第一种情况是“冷却器全停”、“冷却电源I故障”、“冷却电源Ⅱ故障”三个信号都有。第二种情况是报出“冷却器全停”、“冷却电源I（或电源Ⅱ）故障”两个信号。两种情况下，故障的性质和范围是不同的，处理方法也是不同的。

2.2.1第一种情况下的处理方法

“冷却器全停”、“冷却电源I故障”和“冷却电源Ⅱ故障”三个信号都报出，说明电源切换已动作，但切换不成功（备用电源的主要接触器动作后又释放），冷却电源主接触器触点以下回路中，可能有短路故障。处理方法：

（1）立即更换两路冷却电源保险。同时，在冷却系统总控制箱内，检查两个电源主接触器各元件上，有无接地和短路现象。

（2）断开各冷却器组的空气开关，将冷却电源控制开关扭到退出位置。合上两路冷却电源。

（3）若发现总控制箱内有接地、短路故障，应立即消除隔离。投入两路冷却电源，恢复电源。

（4）若检査总控制箱内未发现异常，投入控制开关于“电源I（或“电源Ⅱ”）位置，试送母线正常后，逐组试投各冷却器组。可以先投入原来在“备用”和“辅助”位置的冷却器组，先使变压器恢复部分冷却和油循环能力，再逐组对原来在“运行”位置的冷却器组，检査有无接地、短路现象，再试投入。找出有故障的冷却器组。冷却电源恢复以后，先试投入原来在“备用”和“辅助”位置的冷却器组。

2.2.2第二种情况下的处理方法

报出“冷却器全停”信号的同时，只有工作冷却电源（电源I或电源Ⅱ）故障信号。此情况表明备用电源电压正常，可能是电源未自动切换或切换失灵。处理这种故障，可以检查备用电源主接触器的状态，区分故障的性质和范围。

（1）备用电源主接触器未动作，主要原因有：电源切换控制回路保险熔断或接触不良，常闭辅助触点或触点接触不良，线圈及其端子问题等。

（2）备用电源主接触器动作，此情况说明，电源Ⅱ电压正常，电源的切换回路也正常，可能为主接触器触点未接通或机械卡滞。

2.2.3冷却器全停故障处理的主要事项

（1）如果故障难以在短时间内查清并排除，在变压器跳闸之前，冷却系统不能很快恢复运行，应作好投入备用变压器或备用电源的准备。

（2）冷却器工作电源切换不成功时，应尽量用备用冷却电源，恢复冷却器工作，再检查处理原工作冷却电源的问题。若仍用原工作电源恢复冷却器的工作，会因电源有故障而不能短时恢复，拖延时间。

（3）回路中有短路故障，外部检查未发现明显异常，只能更换保险试投一次。防止多次向故障点送电，使故障扩大，影响站用电的安全运行。

3结语

综上，变压器冷却系统能否可靠运行对变压器的安全运行极其重要。及时准确处理冷却系统的故障能提高发电厂、变电站运行人员和维护人员处理事故的能力和维护设备的水平，可有效的保证变压器的安全稳定运行。

参考文献

[1]曾伶军. 强油风冷变压器冷却系统故障处理探讨[J]. 科学与信息化, 2019(9):75.

[2]张星. 主变压器风冷系统检修与故障分析[J]. 环球市场, 2019(14):66.