盧孔實，朱金墾，黃 銳

（溫州電力局，浙江 溫州 325000）

0 引言

500kV甌海變電站（以下簡稱甌海變）于2001年6月投運，是超高壓樞紐變電站，該站主變壓器停役將造成溫州電網(wǎng)的系統(tǒng)變電容量急劇下降、電網(wǎng)運行方式大幅調(diào)整、系統(tǒng)可靠性降低以及大面積拉限電等一系列反應(yīng)，由此將產(chǎn)生各種電網(wǎng)安全隱患和社會問題。

進(jìn)行強油風(fēng)冷控制系統(tǒng)（以下簡稱冷控系統(tǒng)）改造的甌海變1號主變壓器是由日本東芝公司生產(chǎn)的強油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，于2004年投運，改造前其冷控系統(tǒng)存在以下不利于安全運行和檢修維護(hù)的問題：

（1）投運時間長，冷控系統(tǒng)的繼電器元件已老化。

（2）采用獨立的電氣元件（繼電器），通過硬邏輯來實現(xiàn)監(jiān)測和控制功能，二次回路復(fù)雜，故障率高，無法滿足智能化要求。

（3）冷控系統(tǒng)回路和變壓器非電量保護(hù)回路布置在同一箱體內(nèi)，存在檢修風(fēng)險。

（4）不具備油泵延時錯開啟動功能，違反“對強油循環(huán)片式散熱器冷卻結(jié)構(gòu)的變壓器，當(dāng)2臺及以上潛油泵同時啟動時易發(fā)生重瓦斯誤動，采用潛油泵啟動應(yīng)分別進(jìn)行1 min及以上延時處理”的要求。

（5）無法實時上傳主變壓器冷控系統(tǒng)相關(guān)電機、油泵的運行工況等信息。

對甌海變1號主變壓器冷控系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造，對提高主變壓器的運行可靠性、實現(xiàn)主變壓器冷控系統(tǒng)的智能化監(jiān)控具有重要意義。本次改造在主變壓器不停電狀態(tài)下成功實施，確保了溫州電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，具有巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 改造過程及風(fēng)險控制關(guān)鍵點

在1號主變壓器集中控制箱（以下簡稱BCC柜）和每相的冷卻器本體端子箱（以下簡稱CC柜）內(nèi)，原冷控系統(tǒng)回路和非冷控回路都存在同箱布置的情況，冷控系統(tǒng)不停電智能化改造工作的技術(shù)含量高、施工難度大。為保證帶電改造后變壓器冷控回路相關(guān)試驗的正確性，保證不發(fā)生誤碰運行端子而造成不可控、不發(fā)生冷卻系統(tǒng)故障全停，和不發(fā)生溫度失控導(dǎo)致主變壓器運行異常，需制定詳細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)、可行的施工方案，做好全過程各項事故預(yù)想和預(yù)控措施，確保整個施工過程在安全、高效的情況下順利進(jìn)行。

1.1 電纜敷設(shè)及接線改造

改造工作涉及冷卻系統(tǒng)智能化控制系統(tǒng)（以下簡稱PLC冷控柜）至冷卻器轉(zhuǎn)接箱的分相冷卻器回路電纜、PLC冷控柜電源電纜、冷控系統(tǒng)信號電纜、冷卻器故障全?；芈冯娎|、油溫控制回路電纜、PLC冷控柜與CAC（在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）之間的通信光纖。

本項工作危險點預(yù)控措施的關(guān)鍵是：

（1）本階段所有終端為運行設(shè)備的電纜一律不入柜，所有接線工作僅在新增的PLC冷控柜和冷卻器轉(zhuǎn)接箱內(nèi)開展。

（2）電纜敷設(shè)完成后及時做好電纜溝內(nèi)防火墻和設(shè)備進(jìn)線孔的封堵工作，每日收工時都必須將電纜溝蓋板復(fù)原。

1.2 PLC冷控柜就位

因主變壓器尚在運行，工作場地上方帶電，吊車工作安全距離不夠，故現(xiàn)場采用手動液壓車借用主電纜溝蓋板通道運輸，對電纜溝的薄弱路段鋪設(shè)鋼板予以加強，保證冷控柜的運輸安全。

1.3 三相冷卻器轉(zhuǎn)接箱就位

將冷卻器轉(zhuǎn)接箱裝設(shè)在CC柜的同一平面內(nèi)，既合理利用了原風(fēng)機和油泵的電纜，又便于現(xiàn)場工作的開展，確保安全。

1.4 交流電源搭接

在BCC柜內(nèi)的2路總電源空氣開關(guān)上端頭，將交流電源并接引入新的PLC冷控柜。

本項工作危險點預(yù)控措施的關(guān)鍵是：

（1）確認(rèn)1號主變壓器冷卻器全停跳閘已改為信號狀態(tài)。

（2）用二次安防設(shè)備將BCC柜內(nèi)的非電量回路（右側(cè)）和電流回路（左側(cè)）安全隔離。

（3）由運行人員配合拉路實現(xiàn)交流輪停，確認(rèn)相序后再斷電轉(zhuǎn)接，轉(zhuǎn)接工作完成后再進(jìn)行核相試驗，以確保PLC冷控柜電源與BCC柜內(nèi)的電源同相位。

（4）臨時電源準(zhǔn)備到位，做好冷卻系統(tǒng)因交流失電造成全停的事故預(yù)案。

1.5 遙信回路接入及調(diào)試

在主變壓器220kV側(cè)、本體及35kV側(cè)監(jiān)控屏中拆除部分原冷卻器信號電纜，接入新的PLC冷控柜的相關(guān)信號線，完成當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方信號名稱的更改；結(jié)合PLC冷控柜接臨時負(fù)載（三相異步電機）的調(diào)試工作，模擬PLC冷控柜內(nèi)的各種故障報警，確認(rèn)遠(yuǎn)程報警準(zhǔn)確及時，以確保后期將原冷控系統(tǒng)控制回路轉(zhuǎn)接到PLC冷控柜的過程中，冷卻器能隨時投入運行，同時在回路轉(zhuǎn)接至新冷控系統(tǒng)的全過程中，運行人員能有效監(jiān)視運行狀態(tài)，以確保變壓器的安全運行。

本項工作危險點預(yù)控措施的關(guān)鍵是：

（1）對運行的220kV分合閘重動繼電器、35kV分合閘重動繼電器用二次保護(hù)裝置隔離罩進(jìn)行有效隔離，對運行端子排采用端子排隔離帶進(jìn)行隔離，如圖1所示。

圖1 監(jiān)控屏后安全措施實施情況

（2）采用二次線纜芯防護(hù)端頭對線纜芯裸露的金屬部分進(jìn)行絕緣隔離，有效防止人員誤碰和直流接地風(fēng)險，如圖2所示。

1.6 冷卻器故障全停回路調(diào)整

1號主變壓器的RC1保護(hù)屏即差動保護(hù)、后備保護(hù)和非電量保護(hù)的集中控制屏為前開走入式柜體，工作時極易發(fā)生誤碰。為避免進(jìn)入RC1保護(hù)屏內(nèi)工作，本次工程采取的方案是在BCC柜內(nèi)將原冷卻器故障全停跳閘、告警回路電纜芯線拆除后，直接并入新的冷卻器故障全停跳閘、告警回路電纜芯線。

圖2 壓接式二次線纜芯防護(hù)端頭

改造前，冷卻器故障全停跳閘回路是在BCC柜內(nèi)用傳統(tǒng)的繼電器硬邏輯實現(xiàn)的。冷卻器故障全停跳閘回路由冷卻器故障全停啟動回路、檢測主變壓器負(fù)荷的過流繼電器及45 min延時繼電器接點以串聯(lián)接線方式完成，其中任何1個接點故障都有可能造成回路無法正常導(dǎo)通，其回路原理見圖3。

圖3 原1號主變壓器冷卻器故障全停跳閘回路

PLC冷控柜采用軟件方式，通過判斷外部油溫接點開入和主變壓器負(fù)荷電流大小，經(jīng)軟件延時后產(chǎn)生冷卻器故障全停跳閘和告警接點。回路原理見圖4。

圖4 改造后主變壓器冷卻器故障全停跳閘邏輯

本項工作危險點預(yù)控的關(guān)鍵是：

（1）確認(rèn)1號主變壓器冷卻器全停跳閘已改為信號狀態(tài)。

（2）用二次安防設(shè)備對BCC柜內(nèi)的非電量回路（右側(cè)）和電流回路（左側(cè)）做好安全隔離。

1.7 風(fēng)扇、油泵、油溫回路的轉(zhuǎn)接及調(diào)試

從CC柜內(nèi)接出14路風(fēng)扇電源、4路油泵電源和4對油泵接點，接入8對油溫啟動接點，并對以上回路進(jìn)行調(diào)試。

本項工作危險點預(yù)控措施的關(guān)鍵是：

（1）確認(rèn)1號主變壓器非電量保護(hù)已改為信號狀態(tài)。

（2）在CC柜內(nèi)工作時,使用端子排隔離帶罩對非電量回路和其他帶電回路端子排做好屏蔽隔離防護(hù)。

（3）考慮到調(diào)試過程中存在油泵反轉(zhuǎn)造成油流計損壞的可能，油泵回路調(diào)試時要采取短時試驗方式確保油流方向正確，同時要注意油流接點的常開/常閉狀態(tài)，以便設(shè)備廠家做相應(yīng)調(diào)整。

（4）可根據(jù)當(dāng)日主變壓器的負(fù)荷和油溫情況選擇風(fēng)扇、油泵電源的轉(zhuǎn)接方案。本工程實施時因當(dāng)日負(fù)荷為40%，油溫為42℃，遠(yuǎn)達(dá)不到啟動條件，現(xiàn)場采用將多路風(fēng)扇電源一起轉(zhuǎn)接、集中調(diào)試的方案，大大加快了施工進(jìn)度。

（5）油溫控制回路調(diào)試時，嚴(yán)禁采用撥動油溫計表針的方式來避免油溫高報警。

（6）晚間工作間斷期間，運行人員要加強對風(fēng)扇的運行檢查，并關(guān)注油溫變化。

（7）非電量保護(hù)復(fù)役時，要對非電量投入壓板的電壓進(jìn)行檢查。

2 改造效果

甌海變1號主變壓器冷控系統(tǒng)智能化改造后,主變壓器運行的可靠性和檢修的安全性大大提高，同時實現(xiàn)了冷控系統(tǒng)的智能化監(jiān)控。

2.1 冷控系統(tǒng)與非電量保護(hù)分離

改造后的冷控系統(tǒng)在原BCC柜和CC柜旁分別增設(shè)了專門的PLC冷控柜和冷卻器轉(zhuǎn)接箱，從而實現(xiàn)了冷控回路與非冷控回路的完全分離，避免了檢修工作中的誤拆、誤碰風(fēng)險。

2.2 冷控系統(tǒng)智能化

改造后的冷控系統(tǒng)以PLC為控制核心，模塊結(jié)構(gòu)和軟件編程方式統(tǒng)一，規(guī)范了冷控系統(tǒng)的二次回路，大大減少分立電氣元件的數(shù)量，降低了系統(tǒng)故障概率，提高了變壓器運行的可靠性。

2.3 運行監(jiān)測在線化

通過CAC和冷卻器集中監(jiān)控平臺，可以將多臺變壓器的冷控系統(tǒng)運行信息進(jìn)行動態(tài)圖像展示，實現(xiàn)了多臺變壓器冷控系統(tǒng)的集中監(jiān)控。通過開展冷控系統(tǒng)的運行狀態(tài)在線監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，將當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合對比分析，能迅速對冷控系統(tǒng)的未來狀態(tài)進(jìn)行分析和預(yù)測，防患于未然。同時還能為冷控系統(tǒng)的運行管理提供方便，為檢修提供可靠的依據(jù)，節(jié)約人力、物力，提高檢修效率和變壓器運行的管理水平。

2.4 符合反措要求

通過改造，在冷控系統(tǒng)中增加了油泵延時錯開啟動功能，符合《華東電網(wǎng)2010年上半年變壓器類設(shè)備專業(yè)工作會議紀(jì)要》的相關(guān)要求。

3 結(jié)語

甌海變1號主變壓器冷控系統(tǒng)不停電智能化改造的成功實施，為實現(xiàn)變壓器冷控系統(tǒng)的智能化監(jiān)控和提高變壓器的運行可靠性發(fā)揮了重要作用，該項目實施過程中的經(jīng)驗對后續(xù)的相關(guān)工程具有較強的指導(dǎo)意義。

[1]劉振亞.國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計[M].北京：中國電力出版社，2008.