主變壓器風(fēng)冷控制系統(tǒng)關(guān)鍵回路穩(wěn)定性優(yōu)化

陳穎杰

（廣東粵電云河發(fā)電有限公司，廣東云浮527300）

1 立項背景

1.1 設(shè)備運行方式

廣東云浮發(fā)電廠#5、#6機組220 kV主變壓器采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷的方式，主變壓器風(fēng)冷系統(tǒng)由五組風(fēng)扇組成，每組有一個油泵、四個風(fēng)扇。冷卻系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定運行直接影響到變壓器的絕緣、負(fù)荷能力和使用年限，是變壓器正常運行的必要條件，是粵西地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定的重要保障。

1.2 設(shè)備運行問題

原主變風(fēng)冷控制系統(tǒng)于2009年隨主變一起投產(chǎn)，截至改造日期運行超過六年。原主變風(fēng)冷控制系統(tǒng)采用10個SPS多功能保護開關(guān)控制主變本體風(fēng)機及油泵運行，SPS多功能保護開關(guān)集多種保護、控制、測量功能于一體，是弱電監(jiān)控、簡化接線、改善啟停特性、降低配電系統(tǒng)容量、節(jié)能增效、安全生產(chǎn)的有力保障。但是實踐證明，由于SPS多功能器為電子產(chǎn)品，又安裝在戶外，運行環(huán)境惡劣，導(dǎo)致設(shè)備經(jīng)常出錯、發(fā)生故障，并且維護成本相當(dāng)高。

2 技術(shù)方案

2.1 方案要求

本工程主要是將主變風(fēng)冷控制端子箱內(nèi)風(fēng)機及油泵的SPS多功能保護開關(guān)更換成接觸器控制，并設(shè)計出滿足主變運行需要的風(fēng)冷系統(tǒng)控制回路，主變冷卻風(fēng)機及油泵控制電源同取交流電源，經(jīng)新加裝的電源空氣開關(guān)接入控制回路。重新對風(fēng)冷控制系統(tǒng)一、二次接線進行布置接線，并完成主變風(fēng)冷控制系統(tǒng)的調(diào)試工作。本工程在云浮C廠C修期間即2015年11月完成。

2.2 施工竣工圖

主變風(fēng)冷系統(tǒng)控制回路改造后如圖1所示。

3 回路穩(wěn)定性優(yōu)化

（1）改變風(fēng)扇組控制系統(tǒng)電壓方式，貼合實際，實用性更強、更可靠。

SPS多功能保護開關(guān)啟動電源取自PLC內(nèi)部24 V直流電源，利用可控硅的導(dǎo)通來閉合SPS開關(guān)。現(xiàn)將控制回路改為交流220 V電源控制，直接從一次回路中獲得，簡單實用，且不受特殊的直流電壓方式限制，也不受脆弱的電力電子元件可控硅的限制。

（2）將SPS開關(guān)改為220 V交流電壓型號為LC1-D3210M5N的施耐德接觸器控制，替代不可靠的SPS開關(guān)。

利用可靠性更強的施耐德廠家所生產(chǎn)的接觸器替代昂貴而不適應(yīng)戶外多變環(huán)境的SPS多功能保護開關(guān)來控制#5、#6主變風(fēng)冷控制系統(tǒng)回路，通過接觸器來啟動風(fēng)扇或油泵運行，避免了對特定廠家供貨、日常維護的依賴。同時，在接觸器上加裝同樣是施耐德廠家生產(chǎn)的輔助觸頭模塊LADN22C，增加了兩對常開與常閉觸點，一對常開觸點接到柜體抽風(fēng)風(fēng)扇控制回路，實現(xiàn)當(dāng)任一接觸器工作時，柜體風(fēng)扇自動啟動，一對常閉觸點控制回路用，剩下的觸點作備用。

（3）在一次回路上增加低壓斷路器，使保護功能更完善和強大。

增加施耐德生產(chǎn)的型號為GV2-PM20的電壓斷路器，使控制系統(tǒng)既有手動開關(guān)功能，又能自動進行欠壓、失壓，過載和短路保護。在一次回路接觸器前串接低壓斷路器，對電源線路和電動機進行保護，同時將故障信號接入PLC程序控制器，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

圖1 改造后主變風(fēng)冷系統(tǒng)控制回路示意圖

（4）在二次回路新增帶觸點的單極空開，強大的控制功能使二次控制回路更加可靠。

通過嚴(yán)格選型，在G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8、G9、G10常開輔助接點前增加同樣為施耐德生產(chǎn)的分?jǐn)嗄芰? A的單極空氣開關(guān)C65N，對二次回路進行閉合和分?jǐn)?，實現(xiàn)對二次回路發(fā)生的短路、嚴(yán)重過載和欠電壓故障進行保護。并利用單極空氣開關(guān)標(biāo)配的輔助開關(guān)上送開關(guān)信號到PLC程序器，判斷冷卻器故障和相應(yīng)組別。

（5）二次控制系統(tǒng)全面優(yōu)化、升級。

通過拆除SPS開關(guān)，改變電源控制模式，增加交流接觸器、低壓斷路器和空氣斷路器，配合原有PLC程序控制器和系統(tǒng)外部接線，不改變?nèi)粘＿\行操作，二次控制回路系統(tǒng)進行了復(fù)雜重大的改造，在滿足冷卻系統(tǒng)功能要求的基礎(chǔ)上，新設(shè)計主變壓器風(fēng)冷控制系統(tǒng)對回路進行了穩(wěn)定性優(yōu)化，果斷摒棄了部分原有SPS多功能保護開關(guān)不適用和重復(fù)的功能，通過重新分布控制開關(guān)KK和2ZJ、3ZJ中間繼電器的接線，使舊元件適應(yīng)新回路接線要求，以盡量少的改動和盡可能簡單的布線實現(xiàn)目標(biāo)效果。改造后接線簡單明了，占用空間少，運行操作方便、簡單。改造后的風(fēng)冷控制系統(tǒng)投入運行后，設(shè)備故障率低，運行穩(wěn)定，改造效果良好，相比于原來采用SPS多功能保護開關(guān)控制更具有運行和經(jīng)濟價值。自主設(shè)計的主變風(fēng)冷系統(tǒng)二次控制回路，在布線工藝、運行性能、監(jiān)控能力、保護功能等方面得到了全面升級。

4 關(guān)鍵技術(shù)及主要創(chuàng)新點

（1）改變開關(guān)電源模式，放棄直流24 V開關(guān)電源控制模式，采用實用的220 V交流電源控制。

（2）改造系統(tǒng)二次回路，放棄SPS多功能控制開關(guān)，使用傳統(tǒng)接觸器控制。

（3）在系統(tǒng)一、二次回路增加多個低壓斷路器和空氣短路器，使控制和保護功能更加強大。

（4）自主設(shè)計的主變風(fēng)冷系統(tǒng)二次控制回路，在布線工藝、運行性能、監(jiān)控能力、保護功能等方面得到了全面升級。

5 應(yīng)用結(jié)論

本項目通過對主變壓器風(fēng)冷控制系統(tǒng)關(guān)鍵回路穩(wěn)定性優(yōu)化進行深入研究，大膽地將主變風(fēng)冷控制端子箱內(nèi)風(fēng)機及油泵的SPS多功能保護開關(guān)更換成接觸器控制，并創(chuàng)新地自主設(shè)計出滿足主變運行需要的風(fēng)冷系統(tǒng)控制回路，使風(fēng)冷控制系統(tǒng)穩(wěn)定性得到了質(zhì)的提高，有力保障了主設(shè)備及機組安全運行。該技術(shù)目前處于國內(nèi)先進水平。