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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L1L2L3 1 3 5 2 4 6K1K2 22 21 22 21 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（） L1 L2 L3 13 5 2 4 6 K1 K2 保护电路 5 24 6 22 21 22 21 风冷全停信号 注：跳闸延时前，信号选取 保护电路 控制电路 13 K11K12 电源输出 图2风冷全停信号原理图（） 135 246 K11 K12 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 Vol.47 November No.11 2010 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 f1(p) F1F2F3p t T1 T2 T3 f2(p) 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： t=f1(p)（1） 则绕组温度为： T=te+t（2） 当变压器负载p在F2到F3区间内： t=f2(p)（3） 则绕组温度为： T=te+t（2） 式中t绕组对环境的温度差 f1(x)和f2(x)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 次的关联参数利用计算机等工具正确计算， 才能实 现真正有效的保护一次设备的目的。 是 进入延时跳闸程序 否 否 否 否 是 正常运行 实时模拟计算绕组温度 实时模拟计算绕组温度 绕组140 正常运行进入立刻跳闸程序 图3计算流程 风冷全停信号 负载F1 是 负载F2 是 负载F3 49