主变冷却器培训教材范本.docx
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主变冷却器培训教材范本
主变冷却器培训资料
概述
变压器运行过程中，会产生铁损、铜损和附加损耗，这些损耗全部转换成为热量，使变压器内部温度升高。
变压器长期在温度的作用下，绝缘材料会逐渐降低原有的绝缘性能、老化。
温度越高，绝缘老化越快，在变压器运行时产生的电磁振动和电动力的作用下，很容易损坏，使得绕组失去绝缘层的保护。
即使变压器绝缘没有损坏，温度越高，绝缘材料的绝缘强度就越差，也很容易被高电压击穿造成故障。
另外，变压器内部温度愈高，油的氧化速度增大，使油色变深暗、浑浊，绝缘性能变坏。
综上所述，变压器内部温度的高低，直接影响着变压器的使用寿命，因此，降低变压器各部分温度，减少绝缘老化是延长变压器使用寿命的关键。
油浸变压器采用油循环风冷方式来有效地降低变压器各部分温度。
油浸变压器的四种冷却方式：
强油循环风冷DFAF、强油导向循环风冷ODAF、油自然循环自冷ONAN、油自然循环风冷ONAF。
我公司的主变压器均采用强迫油循环风冷方式冷却，高压厂用变压器采用油浸自然循环风冷方式冷却，油浸低压变压器则均采用油浸自冷方式冷却。
1.一期主变冷却器
1.1主变冷却器系统介绍
主变冷却系统配备了6组冷却器，每组冷却器配备了3台风扇，1台潜油泵，1台油流继电器。
主变冷却器工作电源为两路三相交流380V，I电源、II电源分别取自400VPC□A、□B段，正常运行时单数号冷却器由I电源接带，偶数号冷却器由II电源接带。
风扇及油泵的控制电源为交流380V，两路电源联锁回路、冷却器全停延时跳闸启动回路及信号回路的控制电源为直流110V，就地控制柜送到控制室的信号为无源信号（干接点），示意图见图1-1。
图1-1
发电机并网后，冷却器能自动投入预先设定的相应数量的工作冷却器。
发电机与系统解列后，能自动切除全部投入运行的冷却器。
变压器顶层油温达到规定值时，自动启动尚未投入运行的辅助冷却器。
变压器负荷达到规定值时，自动启动尚未投入运行的辅助冷却器。
当运行冷却器发生故障时，能自动启动备用冷却器。
每个冷却器可用控制开关手柄来选择冷却器工作状态（工作、辅助、备用或停止），便于检修各个冷却器。
主变冷却器接入两路独立电源，两路电源可任选一路为工作，一路为备用，或者两路电源都为工作，分段运行，互为备用。
实现当工作电源发生故障时，自动投入备用电源；当工作电源恢复时，备用电源自动退出；当两路电源都工作而分段运行时，可减轻交流接触器工作负担；当任一工作电源发生故障退出运行时，都能相应自动切换，使联络接触器投入保证冷却器继续运行。
冷却器的油泵和风扇电机的热偶保护元件能有效地防止油泵和风扇电机因断相、缺相、短路、三相电源不平衡等原因引起的损坏。
冷却系统在运行中发生故障时，能发出报警信号，提醒值班人员。
1.2主变冷却器控制系统
1.2.1冷却器控制箱内设备介绍
1.2.1.1冷却器控制箱内设备由控制开关和切换元件组成。
控制开关有供电方式选择开关KK，主开关联锁主变冷却器投退开关1K，信号灯投退开关2K，风扇工作方式选择开关1KK~6KK。
电源切换元件有I电源接触器1C、II电源接触器2C，联络接触器C。
1.2.1.2供电方式选择开关KK
KK有四个位置：
“I”位置、“II”位置，“I、II”位置，“0”位置。
“I”位置时I电源接带全部风扇运行，C、1C接触器吸合，2C接触器断开；，“II”位置时II电源接带全部风扇运行，检查C、2C接触器吸合，1C接触器断开；“I、II”位置时1C、2C接触器吸合，C接触器断开；I电源接带1、3、5号风扇运行，II电源接带2、4、6号风扇运行，“0”位置时I、II电源均不工作。
I电源失电，C、2C接触器吸合，1C接触器断开；就地及DCS均发出“I工作电源故障”信号。
I电源恢复，1C、2C接触器吸合，C接触器断开，电源切换正常。
“I工作电源故障”信号消失。
II电源失电，C、1C接触器吸合，2C接触器断开；电源切换应正常，发出“II工作电源故障”信号；II电源恢复，1C、2C接触器吸合，C接触器断开，电源切换正常，“II工作电源故障”信号消失。
1.2.1.3联锁投退开关1K
机组并网前及运行中，1K在“投入”位置。
发电机解列前1K切至“退出”位置开关，解列后30min，将1K合上，停止冷却器运行。
机组并网前、机组运行中，主开关的常闭辅助接点联锁主变冷却器运行，发电机解列前由1K开关切至“退出”位置强制主变冷却器继续运行30min，保证主变充分冷却。
1.2.1.4信号灯投退开关2K
2K在“投入”位置，冷却器控制箱内信号灯可以正常点亮，2K在“退出”位置，冷却器控制箱内信号灯不能点亮。
1.2.1.5风扇工作方式选择开关1KK~6KK
分别用于#1~#6风扇工作方式选择，有工作、辅助、备用和停止四个位置。
工作位置时，该风扇一直运行；辅助位置时，当负荷电流达70%或上层油温高于55℃时辅助冷却器自动投入，当负荷电流低于额定值的70%且上层油温低于45℃时，辅助冷却器自动停止；工作冷却器或辅助冷却器任一台发生故障时，延时10S后，备用冷却器自动投入，就地及DCS均发出“冷却器故障”信号；当故障消除后，工作或辅助冷却器投入，备用冷却器自动停止；备用风扇运行后发生故障，延时10S后就地及DCS均发出“备用冷却器故障”信号；停止位置时，该风扇一直停运；
1.2.2主变冷却器控制原理
1.2.2.1冷却器电源自动控制原理
发电机并入电网前，先将KK转换开关手柄放在选定的工作位置。
例如“Ⅰ工作，Ⅱ备用”位置上。
当发电机并入电网时，发电机主开关的常闭辅助触点打开，由控制回路中的直流电源控制的ZJ线圈失电，原来打开的常闭触点ZJ闭合，通过1RD熔断器，1YJ继电器触点，1FJ继电器线圈，KK开关（7-8）触点，ZJ继电器触点形成回路。
从而使1C线圈励磁，使1C接触器主触点闭合，Ⅰ段母线带电。
2C线圈由于1C接触器常闭触点打开和2FJ常开触点打开不能励磁。
此时，联络接触器C线圈通过3RD熔断器、2FJ常闭触点、C线圈、1FJ常开触点、2C常闭触点、KK开关（7-8）触点、ZJ常闭触点而激磁，使C接触器主触头闭合，从而使Ⅱ段母线带电。
当Ⅰ电源因某种原因电压消失时，1FJ常开触点打开，从而使1C及C线圈失电。
而2C线圈由于1C、1ZJ常闭触点闭合，通过KK开关（9-10）触点，ZJ触点而激磁，使2C主触头闭合，Ⅱ段母线带电。
接着C线圈通过4RD熔断器、1FJ常闭触点、C线圈、2FJ常开触点、KK开关（9-10）触点、ZJ常闭触点而激磁，使C主触点闭合，从而使Ⅰ段母线恢复带电。
而当Ⅰ电源的电压恢复时，由于1ZJ常闭触点打开，使2C线圈，C线圈都失电，从而使它们的主触点都打开，这时1ZJ常开触点闭合而使1C线圈恢复激磁，1C主触头闭合。
接着使C线圈通过原来的从3RD开始的回路重新通电，使C接触器主触点闭合。
这样，Ⅰ、Ⅱ段母线恢复原始状态而有电。
当将KK开关放在“Ⅱ工作Ⅰ备用”位置时，工作情况和上述类似。
当将KK开关手柄放在“Ⅰ、Ⅱ工作”位置时，1C线圈通过KK开关（1-2）触点，2C线圈通过KK开关（15-16）触点及有关回路而激磁，使1C，2C主触头闭合，这时C线圈因1FJ、2FJ常闭触点打开而断电，主触头打开，Ⅰ、Ⅱ段母线分别运行。
当Ⅰ、Ⅱ电源中有任一电源发生故障时，故障段母线就会通过C接触器切换到正常段母线去。
1.2.2.2各个冷却器的控制
发电机并入电网前，先将1KK—NKK转换开关手柄，放在事先选定的位置上，将所有的1ZK—NZK自动开关合上。
当发电机并入电网时，由于电源自动控制而使母线有电，这时工作冷却器（1KK—NKK转换开关中，手柄放在“工作”位置上的冷却器）控制油泵电机及风扇电机的NBC及NFC1—3线圈通过相应的热继电器NBRJ及NFRJ1—3常闭触点和NKK开关（5x6）触点而激磁，使NBC及NFC1—3接触器主触点闭合，使油泵电机和风扇电机投入运行。
油泵投入运行后，冷却器内油开始流动，当油流速达到一定值时，装在冷却器联管上的油流继电器常开触点闭合，从而使NHD绿色信号灯亮，即表示冷却器已投入正常运行。
当油泵电机或风扇电机发生故障时，NBR或NFRJ热继电器动作，而使NBC或NFC线圈分别失电，接触器主触头打开，从而保护了电机。
同时NBC接触器的辅助常闭触点闭合。
（或当风扇电机全部发生事故时，NFC1—3接触器的辅助常闭触点闭合）接通备用冷却器控制、信号回路3SJ线圈，经过10秒延时后，他的常开触点接通4ZJ线圈，4ZJ常开触点闭合，一个触点接通备用冷却器回路，另一触点接通信号回路，发出冷却器故障信号。
当冷却器内油流量不正常低于规定值时，油流继电器的常开触点打开，使1HD绿灯熄灭，表示冷却器内油路发生故障。
辅助冷却器（1KK-NKK转换开关中，放在辅助“F”位置所控制的冷却器）。
当变压器负荷增加，主变高压侧电流达到700A时，或油面温度增加到55℃时，1WJ、1WJ2触点闭合，使3ZJ线圈激磁，它的常开触点闭合，从而使辅助冷却器投入运行。
备用冷却器（1KK-NKK转换开关中，放在“B”位置所控制的冷却器）。
在工作冷却器或辅助冷却器发生故障时，如上所述，启动备用冷却器控制回路，使4ZJ常开触点闭合，备用冷却器油泵和风扇投入运行，同时发出信号。
在备用冷却器投入运行后，发生故障的冷却器修好后重新投入运行时，由于备用冷却器控制回路被切换，备用冷却器的油泵和风扇就退出运行。
1.2.2.3故障信号回路
故障信号回路是为了使运行人员在现场及控制室内及时知道冷却器运行状态而设置的。
控制柜内红色故障信号灯（1GP1-4GP1）为直流110V电源。
1）当两路工作电源都消失而使全部冷却器停止工作时，1分钟后集控GCP屏发“主变冷却器全停”报警信号，60分钟后集控GCP屏发“电气系统故障跳闸”跳闸信号，发电机出口开关跳闸，将变压器从电网切除。
2）当Ⅰ或Ⅱ电源发生故障时，发出“Ⅰ工作电源故障”或“Ⅱ工作电源故障”信号。
3）当工作或辅助冷却器发生故障时，发出“冷却器故障”信号。
4）当备用冷却器投入运行后，发出“备用冷却器故障”信号。
1.3运行巡检、定期工作及异常处理
1.3.1运行巡检
重点检查冷却器风扇及油泵运转正常，所有冷却器油阀应打开。
主变冷却器控制柜内各转换开关位置正确（正常运行方式：
电源选择开关在“ⅠⅡ工作”位置，联锁开关1K在“投入”位置，信号灯投退开关2K在“投入”位置），电源监视指示灯正常，无工作电源故障、冷却器故障、冷却器全停异常报警信号。
1.3.2定期工作
定期工作有两项：
主变冷却器电源切换试验和工作备用冷却器轮换
1.3.2.1主变冷却器电源切换试验
主变冷却器电源切换试验关键点：
冷却器动力电源切换完成后，接触器运行状态正常，主变冷却器全停保护不启动。
控制措施：
1）机组检修时进行主变冷却器全停保护传动试验，模拟主变冷却器全停，确认主变冷却器全停报警信号能正确送到集控室，经过规定延时后正确发出主变冷却器全停跳闸信号。
2）机组运行中，冷却器动力电源切换试验结束后，必须在就地观察5分钟。
检查冷却器动力电源接触器运行状态正常、外观检查辅助接点无异常、冷却器控制柜信号指示正常、冷却器控制柜及DCS无主变冷却器全停报警才能结束试验。
1.3.2.2工作、备用冷却器定期轮换目的是让6组冷却器工作时间尽可能均衡。
1.3.3其他运行规定
一般应将4组投入“工作”位置，1组冷却器投入“辅助”位置，一组投入“备用”位置；夏季将主变5组冷却器投入“工作”位置，1组冷却器投入“辅助”位置。
冬季四组冷却器运行,一组备用,一组停止；
在发电机解列前应断开主开关联锁主变冷却器1K开关，解列后30min，将1K合上，停止冷却器运行；
主变冷却器电源故障造成冷却器全停后，首先退出联络接触器联锁开关，隔离故障点，保证一路电源能投入运行。
当变压器油温上升较慢且不超过75℃，一方面联系降低负荷，另一方面退出主变冷却器全停保护压板，为排除故障创造时间。
国标变压器运行规程规定：
强油循环风冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载运行20min,如果20min后顶层油温尚未达到75℃，则允许上升到75℃，但在这种状态下运行的最长时间不得超过1h。
1.4停机后检修专业检查内容
1.4.1一次专业检查内容
1.4.1.1冷却器风扇电机解体检查。
更换不合格的轴承，清理电机及风扇表面污垢，检查风扇电机及叶片应安装牢固，并且转动灵活无卡阻；叶片应无扭曲变形，电机绝缘合格后回装。
1.4.1.2油泵及风扇试运。
检查冷却装置控制柜及分控箱开关、接触器、热偶动作应可靠、灵活，所有接线正确无误且紧固，开关整定值正确。
检查风扇、油泵转向正确，声音、振动正常，油泵密封良好，无渗漏或进气现象。
油流继电器密封良好，动作可靠。
1.4.2二次专业
1.4.2.1继电器检查校验
内容包括主变温度表、主变冷却器控制柜内中间继电器、电流继电器、时间继电器校验，校验其动作值、返回值是否合格，触点行程、阻值是否合格。
1.4.2.2回路检查
包括接线有无松动检查、回路绝缘检查。
1.4.2.3主变冷却风扇传动试验
按照主变冷却风扇传动试验措施票，运行、检修共同完成传动试验，要求动作行为、远方就地信号均正确。
2.一期、二期主变冷却器比较
2.1相同点
主变冷却系统全停保护判据相同，动作结果相同。
主变冷却系统全停保护有两个判据，两个判据是“或”的关系，判据1是冷却器全停延时60min后，判据2是冷却器全停达到20min且上层油温超过85℃。
动作结果都动作于机组全停。
2.2不同点：
2.2.1配置冷却器的数量不同
一期主变油路设计是只有前部油路循环，配置了6组冷却器，二期主变油路设计是前部、后部都有油路循环，油循环效果更好，配置了5组冷却器。
主变冷却器配备的数量主要取决于变压器厂家的内部油路设计。
2.2.2电源切换元件设计及其运行方式不同
2.2.2.1一期主变冷却器电源切换元件及其运行方式
一期主变冷却器电源切换元件包括I电源接触器1C、II电源接触器2C，联络接触器C。
正常运行时，两路电源带Ⅰ、Ⅱ段母线分别运行。
供电方式选择开关KK有四个位置：
“I”位置、“II”位置，“I、II”位置，“0”位置。
“I”位置时I电源接带全部风扇运行；“II”位置时II电源接带全部风扇运行；“I、II”位置时I电源接带1、3、5号风扇运行，II电源接带2、4、6号风扇运行;“0”位置时I、II电源均不工作。
当任一电源发生故障时，失电段母线就会通过联络接触器C切换到正常母线。
当一段负荷母线发生故障，退出联络接触器联锁开关，可以保证一路电源及正常的负荷母线仍能投入运行，主变冷却器不会全停。
2.2.2.2二期主变冷却器电源切换元件及其运行方式
二期主变冷却器电源切换元件包括I电源接触器1C、II电源接触器2C，没有联络接触器C。
供电方式选择开关KK有三个位置：
“I”位置、“II”位置，“0”位置。
“I”位置时I电源接带全部风扇运行，1C接触器吸合，2C接触器断开；，“II”位置时II电源接带全部风扇运行，2C接触器吸合，1C接触器断开；“0”位置时，I、II电源均不工作。
正常运行时只能是两路电源中的一路带全部风扇运行，工作电源故障，备用电源投入运行。
但当负荷母线发生故障，两路电源均跳闸，主变冷却器全停。
3.现场异常案例
3.1#1主变冷却器运行中全停
3.1.1异常经过及异常分析
2003年8月19日22时49分左右，1#机负荷340MW，值长通知1#主变冷却器全停，两组交流电源跳闸。
接到通知后，热电分场继仪班人员首先甩开主变冷却器全停跳发电机的回路。
经过运行检修人员共同检查，发现第四组冷却器的就地控制箱中的接触器有明显的短路烧伤痕迹。
找到故障点后，检修人员甩开故障回路，恢复了两组交流电源供电，22时58分左右，其余五组冷却器恢复了正常运行。
经过现场检查，发现第四组冷却器的电源开关在故障时虽然断开，但由于故障电流大，开关的触头已烧坏粘死，主变冷却器的交流电源A（4121开关）、交流电源B（4116开关）的整定值正确无误。
对此次1#主变冷却器全停的异常分析如下：
当第四组冷却器的就地控制箱中的接触器短路后，由于其电源开关断不开故障电流，只能由主变冷却器的交流电源B的开关跳开，断开故障点。
交流电源B的开关跳开后，联络接触器动作吸合，交流电源A接带六组冷却器运行，这样故障点又合到交流电源A上。
交流电源A（4121开关）随即跳闸。
由此看来，第四组冷却器的就地控制箱中的接触器短路后4116开关、4121开关跳闸导致1#主变冷却器全停是符合设计要求的。
但在这种情况下，假如故障点不能及时找到，很容易导致长时间主变冷却器全停，而主变冷却器全停20分钟后，就要跳发电机。
鉴于此种情况，我们认为可以对主变冷却器的控制回路加以改造，在冷却器故障时退出两路电源的连锁，这样在一组冷却器故障时最多只跳一路电源，而另一路电源可以正常工作，不影响其它正常冷却器的运行，保证发电机的安全运行。
具体改造方案如下：
在联络接触器控制回路中串入一个联络接触器联锁投退选择开关，正常运行时联锁投退选择开关投入，故障情况下，联锁投退选择开关退出，便于隔离故障和查找故障点。
3.1.2设备变更
主变冷却器控制回路改进方案：
3.1.2.1在冷却装置电源联络接触器的控制回路串入一个联锁投退选择开关，冷却装置正常运行时，选择Ⅰ、Ⅱ电源工作方式，联锁投退开关打到退出位置。
Ⅰ电源或Ⅱ电源故障情况下，冷却装置发故障报警，运行人员根据检查情况，决定联锁开关是否投入，并通知检修人员尽快处理。
改进之前的联络接触器控制回路：
11C14
改造之后的联络接触器控制回路：
11KK111aC14
备注：
虚线框内为新加控制开关KK1
3.1.2.2在主变冷却器控制柜的“冷却器全停”（该信号送至发变组保护柜，动作于全停）回路接入一投退压板，该压板正常运行中投入，当发生冷却器全停故障时，运行人员根据具体情况，决定该压板是否退出，为故障处理争取时间，以免造成不必要的停机。
改进之前信号回路接线：
201205
2BSJ
改进之后的信号回路：
201201a205
1LB2BSJ
备注：
虚线框内为新加压板1LB
3.1.3运行规程变更内容
3.1.3.1主变冷却器正常运行时，电源选择开关在“ⅠⅡ工作”位置，电源联络接触器联锁投退开关打到“投入”位置退出，Ⅰ段或Ⅱ段负荷母线故障情况下，运行人员根据检查情况决定联锁开关是否“退出”。
3.1.3.2主变冷却器控制柜的“冷却器全停”保护压板正常运行中投入，当发生冷却器全停故障时，运行人员根据具体情况，决定该压板是否退出。
附件：
#2主变冷却风扇传动试验措施票
#2主变冷却风扇传动试验措施票
序号
采取措施
责任单位
实施
人员
检查人员
1
检查冷却器控制箱1K在“0（切除）”位，2K在“1”位，1KK~6KK开关在“停止”位
发电部
2
合上4211、4216开关；
发电部
3
合上直流110VD/B2-LL开关；
发电部
4
将冷却器控制箱内KK开关打至“I”位置；
发电部
5
检查C、1C接触器吸合，2C接触器断开；
发电部
6
合上各组风扇电源开关；
发电部
7
分别将1KK~6KK开关打至“工作”位置，各组风扇应正常工作；
发电部
8
将其中一组风扇开关打至“备用”，其中一组风扇开关打至“辅助”位置；
发电部
9
模拟主变油温超过55℃（短接回路31和33，短接31和35）；
继仪班
10
检查辅助风扇应投入；
发电部
11
模拟主变油温低于45℃（打开回路31和33）；
继仪班
12
检查辅助风扇应退出；
发电部
13
模拟发电机负荷超过70%（在电流继电器上短接101，131）；
继仪班
14
检查延时7S后辅助风扇应投入；
发电部
15
手动模拟一组工作风扇故障（拉开风扇电源开关）；
发电部
16
延时10S后，检查备用风扇应投入，就地及DCS均发出“冷却器故障”信号；故障风扇恢复正常后，备用风扇退出运行；
发电部继仪班
17
辅助风扇运行后，手动模拟辅助风扇故障（拉开风扇电源开关）；
发电部
18
延时10S后，检查备用风扇应投入，就地及DCS均发出“冷却器故障”信号；
发电部继仪班
19
备用风扇运行后模拟其故障（拉开备用风扇电源开关），
发电部
20
检查延时10S后就地及DCS均发出“备用冷却器故障”信号；
发电部继仪班
21
恢复风扇正常运行方式，各组风扇应正常；
发电部
22
将冷却器控制箱内KK开关打至“II”位置；
发电部
23
检查C、2C接触器吸合，1C接触器断开，电源切换正常；
发电部
24
将冷却器控制箱内KK开关打至“III”位置，
发电部
25
检查1C、2C接触器吸合，C接触器断开；电源切换正常。
发电部
26
拉开4211开关，
发电部
27
检查C、2C接触器吸合，1C接触器断开；电源切换应正常，就地及DCS均发出“I工作电源故障”信号。
发电部继仪班
28
合上4211开关；
发电部
29
检查1C、2C接触器吸合，C接触器断开，电源切换正常。
“I工作电源故障”信号消失。
发电部继仪班
30
拉开4216开关；
发电部
31
检查C、1C接触器吸合，2C接触器断开；电源切换应正常，发出“II工作电源故障”信号；
发电部继仪班
32
合上4216开关；
发电部
33
检查1C、2C接触器吸合，C接触器断开，电源切换正常，“II工作电源故障”信号消失。
发电部继仪班
34
将1K由“0（切除）”位打至“1（投入）”位，将冷却器控制箱内KK开关打至“0”位置；
发电部
35
检查1C、2C接触器断开，风扇全部停运，集控GCP屏不发“冷却器全停”报警信号和“电气系统故障跳闸”跳闸信号。
（原因是202开关在分闸状态，主变风扇全部停运，不启动“冷却器全停”保护）
发电部继仪班
36
将1K由“1（投入）”位打至“0（切除）”位,将冷却器控制箱内KK开关打至“0”位置；
发电部
37
检查1C、2C接触器断开，风扇全部停运，1分钟后集控GCP屏发“冷却器全停”报警信号，60分钟后集控GCP屏发“电气系统故障跳闸”跳闸信号；
发电部
继仪班
38
将冷却器控制箱内KK开关打至“III”位置；
发电部
39
检查1C、2C接触器吸合，冷却器运行，集控GCP屏“冷却器全停”报警信号、“电气系统故障跳闸”跳闸信号可以复位；
发电部继仪班
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