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摘要
简述了所辖变电站冷却器切换回路接线原理，并对其回路隐患进行分析：该隐患回路可能导致冷控接点跳跃而损坏，从而导致主变冷却器全停跳闸事故。针对问题的根源，通过回路中加装接点并增加断相监视回路，从根本消除了回路隐患，保证冷却器可靠运行。
关键词
主变；冷却系統；控制回路；隐患分析；整改措施
引言
随着城市用电需求的日益增长，变电站主变负荷也节节攀升，高温高负荷对主变冷控系统的散热性能也提出了更高的要求。主变温度过高会加速绝缘老化，严重影响主变寿命；而若主变冷控器故障全停则可能引发主变开关跳闸，引发电力安全事件，因此，主变冷却系统的稳定运行显得格外重要。近些年来，新投产变压器冷却器采用先进的可编程PLC控制系统，其功能完善，性能可靠。但是现运行的变压器中，仍有大量运行了20年以上投产较早的变压器，有些传统主变冷控回路采用结构复杂、可靠性差的逻辑继电器，其回路设计也存在不完善之处，在切换冷却器电源时可能引起冷却器全停，导致主变三侧开关跳闸的风险。
一、回路接线及工作原理分析
某早年投产的主变冷却器控制回路采用两路独立的380V交流电源供电，当一路主工作电源故障时，另一路备用电源自动投入运行，保证冷却器正常运行。以下就其冷控回路进行分析。
该站冷却器控制回路如图1所示，对其中的电源切换回路进行分析，如图2所示。
由图2所示，控制把手KK是进行主用电源的选择，如KK打至工作电源Ⅰ，即选择“Ⅰ路”电源作为主电源，而“Ⅱ路”电源为备用。则①②和⑤⑥支路导通，③④和⑦⑧断开，反之亦然；这里以KK把手在工作电源Ⅰ为例进行分析。
1、当电源正常供电时，电压继电器1YJ1励磁，1YJ1常开接点闭合，C相电源经熔断器1RD使1YJ继电器励磁，断开1YJ常闭接点。而Ⅱ电源自动控制回路中，仅⑤⑥支路导通，1YJ接点断开后，切断Ⅱ电源自动控制回路，2C接触器不励磁，其常闭接点2C闭合，C相电源经1RD→KK把手（①②通）→2C常闭接点→1C→1ZJ（1ZJ为中间继电器常闭接点，仅当主变三侧开关全部跳闸后断开）实现通路，启动冷却器。
2、当主供电源（Ⅰ路电源）三相失压后，1YJ、1C不励磁，Ⅱ电源自动控制回路中的1C常闭接点闭合，则Ⅱ电源经2RD熔断器→KK把手（⑤⑥通）→1YJ常闭接点→1C常闭接点→2C接触器→1ZJ形成通路，即完成了当Ⅰ路主电源故障时，自动切换至Ⅱ路备用电源供电。
二、回路存在的问题分析
上述分析看似完善，但是对特殊情况下（例如缺相）电源切换回路的分析后，发现该冷却器切换回路存在隐患，若不及时对回路进行改进，可能会引发冷却器全停事故，甚至造成主变跳闸、烧毁等严重事故。具体情况如下：
依旧以Ⅰ路电源为例，如图2，当Ⅱ路备用电源全部正常，Ⅰ路电源的AB两相电源同时失压，而C相电源正常时，1YJ1不励磁，1YJ1常开接点断开，1YJ继电器也不励磁，断开1YJ常闭接点。则图2所示的回路等效回路如图3所示：
（在Ⅰ路电源AB相同时失压，C相有压时，等效为下图）
而由于Ⅰ路、Ⅱ路的C相均有电，则根据图3分析，Ⅰ路、Ⅱ路控制回路的C相电源分别经1RD（2RD）→KK→2C常闭接点（1C常闭接点） →1C接触器（2C接触器）→1ZJ常闭接点形成通路，由于1C与2C为同一型号继电器，1C与2C同时励磁，同时闭合常开接点，同时切断相应常闭接点，可能造成以下严重后果：
1、同时闭合1C、2C常开接点，则使得两路交流380V电源并列，形成很大的环流，引起过载，严重发热，损坏站用电系统；
2、同时切断相应1C、2C常闭接点，则会使Ⅰ、Ⅱ路控制回路同时失电，则刚刚闭合的1C、2C常开接点又断开，切开全部冷却器；并不断重复上述过程，形成反复的“跳跃”现象，极易损坏相应接触器接点，造成两路控制回路故障，使得冷却器全停，主变绕组温度升高，并可能造成主变三侧开关跳闸。
3、主变冷却器全停后，由于图1回路中没有设计断相运行监视回路，因此很难对冷却器全停事故原因进行准确排查，延误了故障处理时间，甚至会扩大事故范围。
三、整改措施
冷却器全停只有在两路交流电源都全部失电时，才会无法避免的发生，其他情况都应杜绝。在上述情况下，Ⅰ路电源AB相同时失压，C相有压，且Ⅱ路电源完全正常，则应由Ⅱ路备用电源进行供电，而且需切除Ⅰ路主电源。但是Ⅰ路的C相有压，其C相电源形成通路，并且与Ⅱ路备用回路同时导通，是上述问题的根源。因此，在Ⅰ路电源故障后，应首先切除的Ⅰ路C相电源回路。而图2中，1YJ继电器可以反映Ⅰ路电源是否故障，故可考虑在①②支路中串联一个1YJ常开接点，即当Ⅰ路AB相故障、C相正常时，1YJ1不励磁，1YJ常开接点打开，切断C相电源流过的①②支路，即保证了上述特殊情况下的电源切换。同理，在⑤⑥支路也应加装一2YJ常开接点，改进后的冷却器切换回路如图4所示（图中画圈的接点为新增部分）：
此外，为了反映冷控电源缺相故障，及时发信给值班人员，还应考虑加装断相运行监视回路，回路图如图5所示：
正常运行时，ABC三相电压平衡， BLJ继电器不励磁。当存在断相时，BLJ继电器左侧有不平衡电压，会使得BLJ励磁，接通信号回路，发“冷控电源断相”信号。
四、验证及可行性分析
针对改进后的切换回路（图4）进行分析和验证，仍以Ⅰ路电源做为主供电源为例，验证如下：
1、 当Ⅰ路电源三相正常时，1YJ1励磁，闭合相应接点，1YJ励磁，1YJ常开接点闭合，①②支路通，1YJ常闭接点断开，⑤⑥支路断，即Ⅰ路电源正常供电；
2、 当Ⅰ路电源三相失压时，1YJ1、 1YJ不励磁，1YJ常开接点打开，①②支路断，1YJ常闭接点闭合，⑤⑥支路通；即Ⅰ路电源故障后，切断Ⅰ路电源，由Ⅱ路电源代供，实现备用电源自投功能；
3、 当Ⅰ路电源AB相失压，C相有电，1YJ1、 1YJ不励磁，1YJ常开接点打开，切断主电源①②支路；而1YJ常闭接点闭合，⑤⑥支路通，即Ⅰ路电源AB相故障后，切断Ⅰ路电源，由Ⅱ路电源代供，同样实现备用电源自投功能；
4、 当Ⅰ路电源AB相有电，C相失压，1YJ1励磁，但由于C相失压，1YJ常开接点打开，切断主电源①②支路；而1YJ常闭接点闭合，⑤⑥支路通，即Ⅰ路电源AB相故障后，切断Ⅰ路电源，由Ⅱ路电源代供，同样实现备用电源自投功能；
由上述分析可见，在图4位置加装的1YJ、2YJ常开接点后，该控制回路可以在上述任何断相情况下，可靠地将故障冷却电源切断，并确保切换至备用冷却电源，方法简单，动作可靠，具备可行性。
五、总结
在分析上述隐患产生的根源后，通过控制回路的改进，我们消除了该主变冷却器长期运行以来存在的重大隐患，保证了变压器冷控电源在特殊情况（缺相运行）下，能够可靠切换备用电源，避免因回路设计缺陷而引发冷却器全停、主变跳闸等严重事故。
参考文献：
[1]文峰 电气二次接线识图[M].北京：中国电力出版社，2000.
[2]毛锦庆 电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，1999.
作者简介：沈浩，男，毕业于西安交通大学电气工程系。就职于深圳供电局有限公司，助理工程师，从事变电运行工作。
简述了所辖变电站冷却器切换回路接线原理，并对其回路隐患进行分析：该隐患回路可能导致冷控接点跳跃而损坏，从而导致主变冷却器全停跳闸事故。针对问题的根源，通过回路中加装接点并增加断相监视回路，从根本消除了回路隐患，保证冷却器可靠运行。
关键词
主变；冷却系統；控制回路；隐患分析；整改措施
引言
随着城市用电需求的日益增长，变电站主变负荷也节节攀升，高温高负荷对主变冷控系统的散热性能也提出了更高的要求。主变温度过高会加速绝缘老化，严重影响主变寿命；而若主变冷控器故障全停则可能引发主变开关跳闸，引发电力安全事件，因此，主变冷却系统的稳定运行显得格外重要。近些年来，新投产变压器冷却器采用先进的可编程PLC控制系统，其功能完善，性能可靠。但是现运行的变压器中，仍有大量运行了20年以上投产较早的变压器，有些传统主变冷控回路采用结构复杂、可靠性差的逻辑继电器，其回路设计也存在不完善之处，在切换冷却器电源时可能引起冷却器全停，导致主变三侧开关跳闸的风险。
一、回路接线及工作原理分析
某早年投产的主变冷却器控制回路采用两路独立的380V交流电源供电，当一路主工作电源故障时，另一路备用电源自动投入运行，保证冷却器正常运行。以下就其冷控回路进行分析。
该站冷却器控制回路如图1所示，对其中的电源切换回路进行分析，如图2所示。
由图2所示，控制把手KK是进行主用电源的选择，如KK打至工作电源Ⅰ，即选择“Ⅰ路”电源作为主电源，而“Ⅱ路”电源为备用。则①②和⑤⑥支路导通，③④和⑦⑧断开，反之亦然；这里以KK把手在工作电源Ⅰ为例进行分析。
1、当电源正常供电时，电压继电器1YJ1励磁，1YJ1常开接点闭合，C相电源经熔断器1RD使1YJ继电器励磁，断开1YJ常闭接点。而Ⅱ电源自动控制回路中，仅⑤⑥支路导通，1YJ接点断开后，切断Ⅱ电源自动控制回路，2C接触器不励磁，其常闭接点2C闭合，C相电源经1RD→KK把手（①②通）→2C常闭接点→1C→1ZJ（1ZJ为中间继电器常闭接点，仅当主变三侧开关全部跳闸后断开）实现通路，启动冷却器。
2、当主供电源（Ⅰ路电源）三相失压后，1YJ、1C不励磁，Ⅱ电源自动控制回路中的1C常闭接点闭合，则Ⅱ电源经2RD熔断器→KK把手（⑤⑥通）→1YJ常闭接点→1C常闭接点→2C接触器→1ZJ形成通路，即完成了当Ⅰ路主电源故障时，自动切换至Ⅱ路备用电源供电。
二、回路存在的问题分析
上述分析看似完善，但是对特殊情况下（例如缺相）电源切换回路的分析后，发现该冷却器切换回路存在隐患，若不及时对回路进行改进，可能会引发冷却器全停事故，甚至造成主变跳闸、烧毁等严重事故。具体情况如下：
依旧以Ⅰ路电源为例，如图2，当Ⅱ路备用电源全部正常，Ⅰ路电源的AB两相电源同时失压，而C相电源正常时，1YJ1不励磁，1YJ1常开接点断开，1YJ继电器也不励磁，断开1YJ常闭接点。则图2所示的回路等效回路如图3所示：
（在Ⅰ路电源AB相同时失压，C相有压时，等效为下图）
而由于Ⅰ路、Ⅱ路的C相均有电，则根据图3分析，Ⅰ路、Ⅱ路控制回路的C相电源分别经1RD（2RD）→KK→2C常闭接点（1C常闭接点） →1C接触器（2C接触器）→1ZJ常闭接点形成通路，由于1C与2C为同一型号继电器，1C与2C同时励磁，同时闭合常开接点，同时切断相应常闭接点，可能造成以下严重后果：
1、同时闭合1C、2C常开接点，则使得两路交流380V电源并列，形成很大的环流，引起过载，严重发热，损坏站用电系统；
2、同时切断相应1C、2C常闭接点，则会使Ⅰ、Ⅱ路控制回路同时失电，则刚刚闭合的1C、2C常开接点又断开，切开全部冷却器；并不断重复上述过程，形成反复的“跳跃”现象，极易损坏相应接触器接点，造成两路控制回路故障，使得冷却器全停，主变绕组温度升高，并可能造成主变三侧开关跳闸。
3、主变冷却器全停后，由于图1回路中没有设计断相运行监视回路，因此很难对冷却器全停事故原因进行准确排查，延误了故障处理时间，甚至会扩大事故范围。
三、整改措施
冷却器全停只有在两路交流电源都全部失电时，才会无法避免的发生，其他情况都应杜绝。在上述情况下，Ⅰ路电源AB相同时失压，C相有压，且Ⅱ路电源完全正常，则应由Ⅱ路备用电源进行供电，而且需切除Ⅰ路主电源。但是Ⅰ路的C相有压，其C相电源形成通路，并且与Ⅱ路备用回路同时导通，是上述问题的根源。因此，在Ⅰ路电源故障后，应首先切除的Ⅰ路C相电源回路。而图2中，1YJ继电器可以反映Ⅰ路电源是否故障，故可考虑在①②支路中串联一个1YJ常开接点，即当Ⅰ路AB相故障、C相正常时，1YJ1不励磁，1YJ常开接点打开，切断C相电源流过的①②支路，即保证了上述特殊情况下的电源切换。同理，在⑤⑥支路也应加装一2YJ常开接点，改进后的冷却器切换回路如图4所示（图中画圈的接点为新增部分）：
此外，为了反映冷控电源缺相故障，及时发信给值班人员，还应考虑加装断相运行监视回路，回路图如图5所示：
正常运行时，ABC三相电压平衡， BLJ继电器不励磁。当存在断相时，BLJ继电器左侧有不平衡电压，会使得BLJ励磁，接通信号回路，发“冷控电源断相”信号。
四、验证及可行性分析
针对改进后的切换回路（图4）进行分析和验证，仍以Ⅰ路电源做为主供电源为例，验证如下：
1、 当Ⅰ路电源三相正常时，1YJ1励磁，闭合相应接点，1YJ励磁，1YJ常开接点闭合，①②支路通，1YJ常闭接点断开，⑤⑥支路断，即Ⅰ路电源正常供电；
2、 当Ⅰ路电源三相失压时，1YJ1、 1YJ不励磁，1YJ常开接点打开，①②支路断，1YJ常闭接点闭合，⑤⑥支路通；即Ⅰ路电源故障后，切断Ⅰ路电源，由Ⅱ路电源代供，实现备用电源自投功能；
3、 当Ⅰ路电源AB相失压，C相有电，1YJ1、 1YJ不励磁，1YJ常开接点打开，切断主电源①②支路；而1YJ常闭接点闭合，⑤⑥支路通，即Ⅰ路电源AB相故障后，切断Ⅰ路电源，由Ⅱ路电源代供，同样实现备用电源自投功能；
4、 当Ⅰ路电源AB相有电，C相失压，1YJ1励磁，但由于C相失压，1YJ常开接点打开，切断主电源①②支路；而1YJ常闭接点闭合，⑤⑥支路通，即Ⅰ路电源AB相故障后，切断Ⅰ路电源，由Ⅱ路电源代供，同样实现备用电源自投功能；
由上述分析可见，在图4位置加装的1YJ、2YJ常开接点后，该控制回路可以在上述任何断相情况下，可靠地将故障冷却电源切断，并确保切换至备用冷却电源，方法简单，动作可靠，具备可行性。
五、总结
在分析上述隐患产生的根源后，通过控制回路的改进，我们消除了该主变冷却器长期运行以来存在的重大隐患，保证了变压器冷控电源在特殊情况（缺相运行）下，能够可靠切换备用电源，避免因回路设计缺陷而引发冷却器全停、主变跳闸等严重事故。
参考文献：
[1]文峰 电气二次接线识图[M].北京：中国电力出版社，2000.
[2]毛锦庆 电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，1999.
作者简介：沈浩，男，毕业于西安交通大学电气工程系。就职于深圳供电局有限公司，助理工程师，从事变电运行工作。