浅析冷却器全停信号在大型电力变压器上的合理应用

浅析冷却器全停信号在大型电力变压器上的合理应用周亚立（广州维奥伊林变压器有限公司，广东广州510530）1前言随着经济的飞跃发展，电力基础设施在不断的增加，变电站及变压器的数量日益增多，单台变压器的容量也在迅速增大。为保证电力系统长期正常运行，变压器的保护措施也必须精准有效。大型变压器在正常运行中，会有部分能量在变压器内部转变为热能。如果这部分热能不能有效扩散到环境中，会造成变压器自身温度的升高，影响变压器安全运行。为了提高变压器的散热能力，大型电力变压器主要使用强迫油循环风冷、强迫油循环水冷等装置帮助散热。目前，对于这些变压器，均采用了风冷全停信号。2风冷全停信号的种类和原理风冷全停信号根据监测对象不同分两种，具体如下。（1）监测输入电源。其原理见图1。从图1可知，风冷全停信号为主回路接触器常闭点逻辑与后发信号。该信号实际为冷却器失电信号，是目前多数冷却器全停信号的采用方法。其优点为简便有效，缺点为该方法不能监测和控制具体工作对象。（2）监测工作对象。其原理见图2。从图2可知，这种实际上为冷却器停止逻辑与后发信号。该信号为冷却器全停信号。其优点为直接、准确。缺点为受各保护接点数量限制，有的控制回路未设置保护监控也不适合取用。两种方法比较第二种方法更直接和准确，它直接检测到控制对象是否进入工作状态，而且涵盖了第一种方法的检测内容。3冷却器全停信号在电力变压器中应用分析（1）按常规，冷却器全停信号一般是用在强迫油循环风冷或者水冷的变压器上。该种变压器的特点通常是，10负载以下时允许自冷（负载通常不可能会这么低），其他负载均需要强制冷却。因此国家标准中规定，在风冷全停信号发出后的一小时，变压器退出运行。如风冷全停20MIN后温度达到或超过75，变压器也退出运行。这样既为调整转移负载和用户操作提供足够时间，也保护变压器。（2）目前，常用的大型电力变压器冷却方式增加了风冷型和自冷型。该信号在这些新型变压器上如何使用，国标无统一的规定。用户迫切需要知道，这个信号应该如何使用。笔者根据该类型变压器的实际运行情况，谈谈个人的浅见。从目前来看，大型电力变压器的使用控制电路电源电源L1L2L3135246K1K222212221电源输出风冷全停信号注跳闸延时前，信号选取图1风冷全停信号原理图（）L1L2L3135246K1K2保护电路524622212221风冷全停信号注跳闸延时前，信号选取保护电路控制电路13K11K12电源输出图2风冷全停信号原理图（）135246K11K12第一组冷却控制第N组冷却控制TRANSFORMER第47卷第11期2010年11月VOL47NOVEMBERNO112010周亚立浅析冷却器全停信号在大型电力变压器上的合理应用第11期模拟计算绕组温度曲线F1PF1F2F3PTT1T2T3F2P图4绕组温度曲线实际绕组温度曲线模拟计算绕组温度曲线中，从经济性、实用性和维护保养等来看，风冷变压器将成为主流。即使很多目前配置的大型240MVA自冷变压器，往往是为日后的扩容作准备。其扩容后，最简单直接的运行方式就是风冷式运行。因此，笔者以风冷型变压器为例，分析该信号对此类变压器的保护作用。当风冷全停信号发出时，变压器该如何作调整从变压器的角度来分析，其允许运行状况，主要依赖于散热能力。当风冷全停时，其散热能力发生显著变化。此时，为了达到能量平衡，同样的运行负载，需要更大的内部温差来帮助实现热平衡。笔者认为风冷全停信号是与变压器的负载及环境温度相关联。通过计算机采集到的相关数据，经过一定的分析处理，就可以判定变压器应该采取何种运行状态。这将对变压器的经济运行产生指导意义。其在计算机内部的流程如下计算机扫描分析计算执行其“分析计算”具体计算流程见图3。其中，F1为变压器的自冷负载值，可以由用户提供；F2为变压器的自冷允许长期过负载值，大于F1，可以由用户提供，或者选取比风冷全容量略小，由生产厂家计算试验得出。F3为变压器的最大短期过负载值，大于F2，可以由用户提供，或者选取风冷全容量，由生产厂家计算试验得出。以上流程的具体计算见下面公式。实时模拟计算绕组温度的数学模型可以使用区间内线性计算的方法。当变压器负载P在F1到F2区间内TF1P（1）则绕组温度为TTET（2）当变压器负载P在F2到F3区间内TF2P（3）则绕组温度为TTET（2）式中T绕组对环境的温度差F1X和F2X一次线性方程TE环境温度T模拟计算绕组温度根据计算机按上公式模拟计算结果，与实际值的区别见图4。从图4中可以看到计算机计算值均高过或等于实际值（F1,F2,F3在非常准确时，会在曲线上三个位置处相交，如图4），按照此值进行保护设计，可以保证变压器在期望的控制范围内工作。上述分析证明，风冷全停信号的应用，对于风冷变压器来说是一个模糊的工作状态量。不能按国标中规定对强油冷却类型变压器一样处置，应该依据科学的方法来具体分析处理。特别是现代电力变电站三遥的普及，更应该科学地处理这些模糊状态量。对于不同类型的变压器和具体的应用环境要分别对待。这样才能使风冷全停信号正确应用。4结论风冷全停信号是二次设备的信号，它对一次设备必须能做到精准保护，一定要经过科学分析，将一次的关联参数利用