Ｓ 电力安全技术 第ｌ４卷（２０１２年第３期） 一起“主变冷却器全停’’告警异常的分析 芦泱锋 （金华电业局，浙江金华３２１０００） ［摘要］叙述了一起“主变冷却器全停”告警的异常现象和处理过程，以及处理过程中出现 的新的异常情况，通过对主变冷却器相关控制回路的深入解读，分析了异常发生的原因，并提出了 避免异常告警出现的防范措施。 ［关键词］主变；冷却器；告警异常；分析处理 ２０１１－０７—０５，金华电业局５００ｋＶ丹溪变电站 时间，１号主变所带负荷为７０万ｋＷ，相当于浙江 在进行主变冷却器的定期倒换工作过程中，发生一 一个经济强县的正常负荷。可以说，“１号主变冷 起“主变冷却器全停”告警异常。由于异常信号发 却器全停故障告警”信号的出现已经严重威胁到了 现及时，运行当值处理得当，有效避免了一起冷却 金华电网的安全稳定运行。 器全停跳闸事故。 鉴于“冷却器全停故障告警”信号出现，而油 泵尚未运转，当班值长下令将ｌ号主变Ａ相油泵 １异常经过及初步检查 “手动／自动切换开关”切至“手动”位置，手动 投入工作油泵，再次检查冷却器运行隋况如下： 当日１５：Ｏ０，该站当值人员按常规对主变压器 （１）“风扇故障”指示灯亮； 的主、备冷却器进行倒换操作。倒换过程中，当班 （２）“冷却器全停故障”指示灯灭； 值长在监控后台发现如下２个光字信号： （３）风扇运转正常； （１）“１号主变风扇故障告警”； （４）油泵运转。 （２）“１号主变冷却器全停故障告警”。 考虑到手动投入工作油泵后，风扇、油泵正常 该现象持续约１ ｍｉｎ不复归，当班值长随即电 运转，冷却器全停故障告警信号也已复归，冷却器 话询问操作人员切换进程及现场设备运行情况，得 全停跳闸威胁解除，当值人员心理压力得到缓解。 知１号主变Ａ相冷却器切换过程刚完成，正要对 为检查异常发生的原因，当班值长再次下令将 １号主变Ｂ相冷却器进行切换操作。当班值长随即 １‘号主变Ａ相油泵“手动／自动切换开关”切至“自 下令操作人员停止操作，对ｌ号主变Ａ相冷却器 动”位置，随即检查冷却器运行情况，发现异常信 进行检查，结果如下： 息与未操作该切换开关前相同。当值人员只好再次 （１）“风扇故障”指示灯亮； 将该切换开关切至“手动”位置。 （２）“冷却器全停故障”指示灯亮； 梳理１号主变Ａ相冷却器运行情况，当值人 （３）风扇运转正常； 员迅速总结出目前的主要异常为：“１号主变风扇 （４）油泵未运转； 故障”信号出现；而１号主变风扇运转正常。 （５）油温约５５℃。 在风扇正常运转的情况下，出现“冷却器全停 ２异常分析及处理 告警”信号，显然属于异常现象。按该站主变冷却 器控制回路的设计，冷却器全停告警信号出现后， ２．１ 冷却器故障监视及全停跳闸回路 即开始３０ｍｉｎ计时，计时结束，经主变油温接点 主变压器为常州东芝５００ ｋＶ分相组式自耦变 判定后，跳开主变三侧断路器。时值高温、高负荷 压器，采用强迫油循环风冷方式，冷却器主要包括 一９一 第１４卷（２０１２年第３期） 电力安全技术 Ｓ 风扇和油泵。每相的冷却器包括３台油泵和１组 况下出现风扇故障的异常信号，从图２来看这是不 （１２只）风扇，其中１台油泵备用。冷却器的电源 可能发生的现象。因此，该站当值人员仔细查看了 从变压器的总控制柜引接。为监视冷却器的电源情 厂方主变冷却器控制原理图发现，电源监视继电器 况，除设计有总电源监视继电器ＫＪ外，油泵和风 ＫＪ，ＫＪ１～ＫＪ４被命名为三相保护继电器。经查证， 扇电源接线的出口处还接有电源监视继电器ＫＪ１， 该继电器在冷却器电源电压过高（或过低）时会非 ＫＪ２，ＫＪ３，ＫＪ４，如图１所示。 正常失励且自保持，此时其常闭接点闭合。这种情 况下，若冷却器达到启动条件而投入运转，就会触 从总控制 柜电源来 发对应油泵、风扇故障信号，其目的是防止因电源 ＱＦ０ 电压越限原因损坏冷却器。 ＫＰ 至１号油泵至２号油泵至３号油泵至风扇 图１冷却器电源监视回路示意 其中，ＱＦ０１～ＱＦ０４为对应于冷却器的空气开 Ｉ 油温接点 —Ｋ Ｔ５ （延时 ３０—ｍｉｎ 闭合接点） Ｉ鐾 闸口仝俘跳ｌ刊口 关，ＫＰ１～ＫＰ３及ＫＦ为交流接触器。风扇或对应 的油泵在达到启动条件时，对应的交流接触器励磁。 图３冷却器全停跳闸回路示意 此时若ＫＪ１～ＫＪ４失励，则触发对应的油泵或风扇 故障信号。冷却器故障告警信号回路如图２所示。 根据这一发现，当值人员迅速检查了ｌ号主变 Ａ相冷却器风扇电源监视继电器，发现ＫＪ４继电 器“＞＞Ｕ”灯亮（表明电压越上限）。当班值长立 风机故障 即下令试拉合１号主变Ａ相冷却器分控箱内风扇 电源空气开关ＱＦ０４。当重新合上ＱＦ０４时，ＫＪ４ 油泵故障 继电器恢复正常 １号主变Ａ相风扇运转正常，而 “风扇故障”异常信号消失。 ２．３冷却器全停告警信号分析 通过以上分析可知，ＫＪ４继电器因非正常失励， 图２冷却器故障告警信号回路 其常闭触点闭合。 当值人员通过进一步检查发现，负荷监视继电 Ｋ儿～ＫＪ４除用于监视冷却器电源电压、触 器ＫＣｌ励磁，而油泵则未达到启动条件，没有运转， 发对应冷却器故障信号外，还用于冷却器全停跳闸 其对应的电源监视继电器ＫＪｔ～ＫＪ３处于正常失 回路，其原理如图３所示。 励状态。 图３中，ＫＣ１为主变负荷监视继电器，在主 以上条件同时满足，所以冷却器全停告警回路 变负荷达到冷却器启动条件时，该继电器励磁，此 导通，触发“冷却器全停故障告警”信号。 时若冷却器电源失去（ＫＪ失励或ＫＪ１～ＫＪ４同时 这时若将油泵“手动／自动切换开关”切至 失励）则触发冷却器全停故障告警信号。一旦判定 “手动”位置，手动投入工作油泵，则工作油泵对 冷却器全停，立刻启动时间继电器ＫＴ５，在计时 应的监视继电器励磁，其常闭触点打开，断开冷却 结束后若主变油温达到整定值，即跳开主变三侧断 器全停告警回路，“冷却器全停故障告警”信号复归。 路器，以保护主变压器不受高温损坏。 这与异常经过及初步检查完全吻合。 ２．２风扇故障信号分析 根据以上分析，该站当值人员再次将ｌ号主变 １号主变Ａ相冷却器，在风扇运转正常的情 Ａ相油泵“手动／自动切换开关”切至“手动”位置， 一９一 Ｓ １号主变Ａ相冷却器运行恢复正常。 电力安全技术 第１４卷（２０１２年第３期） 启 动 风 扇 此时“冷却器全停故障告警”信号没有出现。至此， ２．４电源监视继电器ＫＪ４非正常失励原因 通过前面的分析可以认定，本次异常的根本原 因在于风扇电源监视继电器ＫＪ４非正常失励。然 而在整个定期切换过程中，该站所用电均维持在 合格水平，不存在因冷却器电源电压越限引发ＫＪ４ 继电器非正常失励的可能。那到底是什么原因使得 ＫＪ４继电器非正常失励。当值人员查看了ｌ号主 变“风扇故障告警”信号出现的时间，该时间与定 图４风扇启动回路 现场检查油温约４９℃，油温控制继电器Ｋ４（油 温大于４０℃时励磁，小于４０℃时失励）励磁，继 电器Ｋ１（油温大于５０℃时励磁、小于５０℃时失 期切换操作过程中操作风扇“手动／自动切换开 关”的时间接近，当值人员怀疑是操作风扇“手动 ／自动切换开关”的过程中使得ＫＪ４非正常失励。 但鉴于ｌ号主变自２００８年ｌ１月投产至今，在以往 的定期切换过程中操作该切换开关时从未出现该现 励）失励，负荷监视继电器ＫＣ１失励。可见，试 操作１号主变Ａ相风扇“手动／自动切换开关”前， 风扇运行是由于Ｋｌｘ继电器自保持所致（自保持 作用是需要风扇持续运转使得油温降低到４０℃）。 所以，在将该切换开关从“自动”切换至“手动” 位置后，相当于手动解除了Ｋ１Ｘ的自保持，若再 象，所以这一怀疑没有太多的合理性，ＫＪ４的本次 非正常失励应该仅仅是个偶然现象。 次日凌晨，气温相对较低，主变负荷相对减少。 为消除这一怀疑，当值人员决定试操作ｌ号主变 Ａ相风扇“手动／自动切换开关”进行验证。在 多次操作该切换开关的过程中，均触发监控后台“ｌ 号主变风扇故障告警” 信号，随即复归，然而ＫＪ４ 继电器并没有出现非正常失励现象。这虽然排除了 将该切换开关切换至“自动”位置后，风扇将停止 运转。而后将１号主变风扇“手动／自动切换开关” 切至“手动”位置使风扇投入运转时，瞬发性的“ｌ 号主变风扇故障告警”信号，就如同日常运行中风 扇自动启动时一样，因相关继电器的辅助触点动作 时间配合不当，往往成为必然。 操作风扇“手动／自动切换开关”过程使得ＫＪ４ 非正常失励的怀疑，却又带来了新的困惑。 ３防范措施 该站本次冷却器定期切换过程中，ＫＪ４继电器 不明原因的非正常失励，恰好处于当时特定的油温、 ２．５操作风扇切换开关出现故障告警的原因分析 瞬发性的“ｌ号主变风扇故障告警”信号在该 站的日常运行工作是一个经常性的误发信号，其原 因可归结为风扇由停转到运转过程中，由于交流接 触器ＫＦ的辅助接点与电源监视继电器ＫＪ４的接 点动作时间配合不当引起。这类现象在电气二次回 负荷隋况下（这种情况下，风扇运转，油泵不运转）， 因此触发了冷却器全停告警信号。又由于冷却器全 停告警信号发生在高温、高负荷的情况下，且发生 路的设计上是应当避免的。但如设计不当，这种接 点竞争现象还是存在的。典型的例子是开关分合闸 在运行人员定期切换操作过程中（该操作过程中， 信息量大，异常信号的发现、判别尤为困难），这 给当天的运行值班工作增添了巨大的风险。所幸当 天的运行人员及时发现了这一异常，并迅速、有效 地进行了处理，避免了一起潜在的主变跳闸事故。 过程中出现的瞬发性控制回路断线信号。而在运行 层面上，这类现象较少作为异常隋况来处理。 然而，瞬发性的“ｌ号主变风扇故障告警”信 号是在风扇由停转至运转过程中才会出现的。但是 本次操作之前，风扇已处运行状态，这与日常运行 工作中发生“ｌ号主变风扇故障告警”信号不同。 为找出本次“１号主变风扇故障告警”信号出 引起本次冷却器全停异常的根本原因在于三 相保护继电器ＫＪ４的非正常失励。从运行层面看， 即使在冷却器电源电压越限的情况下，若冷却器承 受不合格电压而仍处运行状态，此时触发冷却器故 现的原因，当值人员结合现场检查再次通过图纸找 到了答案。图４所示为风扇启动回路。 一 一 障信号，并不合理。何况变电站对站用电的合格范 围有严格限制，对站用电越限有完善的自动调节及 第１４卷（２０１２年第３期） 电力安全技术 技术改造 ｉｓｈｕｇａｉｚａｏ 某核电机组停堆断路器故障原因分析 及改造方案 袁屹昆 ，李 伟 ，宋 雨 ，姚建林 （１．江苏核电有限公司，江苏连云港２２２０４２；２．苏州热工研究院有限公司，江苏苏州 ２１５００４） ［摘要］停堆断路器是压水堆核电机组中实现反应堆紧急停堆的关键敏感设备，根据电站技 术规格书的要求需进行反应堆停堆保护系统定期试验，测试停堆断路器性能。２００９年ｌ２月，某核 电机组进行反应堆停堆保护系统定期试验时，一个处于闭合状态的停堆断路器出现异常，导致一半 的控制棒下滑，触发反应堆非计划停堆。本文对停堆断路器的故障原因进行分析，并对技术改造方 案进行说明。 ［关键词］核电机组；反应堆停堆保护系统；停堆断路器；改造方案 １ 事件描述 开，测试其性能。对于每组３个断路器，１次断开 １个交流断路器和１个直流断路器，另一个交流断 某核电机组控制棒采用静止式供电，交流３８０ Ｖ 路器处于闭合状态，向一半的控制棒供电。 为主用电源，直流１ｌ０Ｖ为备用电源，主用和备用 ２００９－１２－１５，该核电机组按计划进行反应堆 电源分别通过２组停堆断路器向控制棒供电。反应 停堆保护系统定期试验。０９：３２：３０，执行人员发 堆停堆保护系统结构如图ｌ所示，共有１２个停堆 出断开ｌＳＨＰ６Ｍ２机柜断路器Ｋ２和１ＳＨＰ６Ｍ３机 断路器，分为４组，每组包括机柜ＳＨＰ６Ｍ２的交 柜断路器Ｋ３的命令，断路器Ｋ２，Ｋ３正常断开， 流断路器（Ｋ １，Ｋ２）和机柜ＳＨＰ６Ｍ３的直流断路器 此时５～ｌＯ组控制棒仅由通过断路器Ｋｌ的交流 Ｋ３。正常运行时，所有停堆断路器处于闭合状态， ３８０Ｖ电源保持，但在Ｋ２，Ｋ３断开０．２ Ｓ后断路器 当接收到停堆保护命令时，停堆断路器全部断开， Ｋ１意外断开，造成第５～ｌＯ组控制棒失电下落， 控制棒驱动机构失电，控制棒掉人堆芯，实现反应 反应堆功率下降。０．６５ ｓ后Ｋ１闭合，５～ｌ０组控 堆停堆。 制棒供电恢复，控制棒停止下落。在反应堆功率下 根据电站技术规格书规定，在进行反应堆停堆 降过程中，一回路压力下降，０９：３２：５６，出现堆芯 保护系统定期试验时，需依次将停堆断路器实体断 上部压力低于１３．７３ ＭＰａ信号，触发反应堆自动 监视手段，若冷却器电源电压越限，监控系统会在 象，运行单位应及时更换该继电器。 第一时间发出告警信号，并予以调节。所以，冷却 （２）加强运行监视，统计该类继电器误动作的 器的电源监视继电器采用三相保护继电器，与采用 情况，必要时可考虑将该类继电器更换为常规的电 常规继电器相比，实际意义不大。而此类继电器各 源监视继电器。 种情况下的非正常失励带来的冷却器故障及冷却器 （３）今后选用同类型的新变压器时，应要求供 全停告警信号，除给运行人员进行异常判断带来困 货商采用可靠性高的电源监视继电器。 扰之外，更有可能威胁主变压器的安全稳定运行。 （４）对于由接点竞争引起的瞬发性主变风扇故 鉴于以上分析，要有效防止这一异常现象的发生， 障告警信号，可采取加装延时继电器等方法予以消 建议采取如下措施。 除，以免干扰正常监控信息。 （１）针对ＫＪ４继电器不明原因的非正常失励现 （收稿日期：２０１１－０８－２９；修回日期：２０１１—１０－２５） 一９一
