PLC控制的主变冷却器多接触器同时烧损原因分析与对策

PLC控制的主变冷却器多接触器同时烧损原因分析与对策

陈岱

（深能合和电力（河源）有限公司广东省河源市517025）

摘要：详细描述了某720MVA主变冷却器多路接触器同时烧损的现象，对故障原因进行了深入分析并提出了解决的对策，可供现场维护人员及设计人员参考。

关键词：PLC控制；接触器烧损；原因分析；对策

引言

大型变压器冷却方式一般都采用PLC控制的强迫油循环风冷，使用PLC控制更容易实现各种控制逻辑的实现，相对于传统靠继电器和回路实现的方法大幅提高了可靠性，柜内设备也大幅减少，维护也更简单。但是，由于PLC均采用24V的直流开入回路且不可避免的与柜内380V交流混杂在一起，容易受到干扰导致控制出现问题，甚至导致冷却器回路的接触器出现烧损，本文将通过实例进行探讨。

1某720MVA主变冷却器配置情况

某720MVA主变采用6组冷却器，每组冷却器含三台冷却风机和一台潜油泵及一个固定在主变本体的分控箱，6组冷却器由PLC控制。主变冷却器PLC自动控制逻辑为：主变高压侧开关在合位自动投入冷却器，分位时自动停止。6组冷却器控制方式把手均置“自动”位时，自动认定4组运行、1组辅助、1组备用，负荷电流或油温达到设定值启动辅助冷却器，任一组冷却器故障自动启动备用冷却器。高压侧开关位置、6组冷却器故障信号及运行状态、负荷电流达到设定值、油温达到设定值均作为开关量输入PLC。

2主变冷却器异常情况

情况一：机组400MW负荷，主变4组冷却器运行，一组辅助、一组备用，全部冷却器达“自动”方式。控制室DCS突然报“冷却器故障”，运行人员迅速赶到现场检查发现，4组冷却器的进线电源开关已跳闸，备用冷却器已投入。检修人员赶到现场检查发现4组故障冷却器主回路接触器的触头已不同程度烧损。

情况二：机组400MW负荷，主变4组冷却器运行，一组辅助、一组备用全部冷却器达“自动”方式。检修人员巡视至主变冷却器控制柜时，多组冷却器主回路接触器突然出现快速反复跳合并出现焦味，巡视人员迅速将各冷却器切换到“手动”方式，冷却器运行正常。

3主变冷却器烧损原因分析

根据冷却器两次异常情况可以得出以下结论：

1）主接触器烧损原因是由于快速多次反复跳合拉弧所致。

2）根据手动方式可以稳定运行的现象，可以判断主接触器及热继电器回路无异常，主接触器反复跳合是由于对应控制继电器反复动作所致。

3）启动回路的小型直流24V密封继电器，动作功率较小，如果遇到较长干扰存在误动可能，但是由于不同的继电器的启动回路分散布置，同时动作且反复跳合的概率极低，因此也可以排除。

4）从图1可以看出，启动接触器KC1-KC6全部为PLC开出量控制，多个开出接点故障且时断时开的概率几乎为零，因此可以排除PLC开出回路故障。

5）从图1看，如果开入量231（主开关位置接点、并网时断开）、228（负荷高闭合）、227（油温高时闭合）、215（第一组冷却器故障，共有6组）出现反复通断，则肯定会驱动对应的输出（KC1-KC6中一个或多个）出现反复跳合从而导致对应主接触器出现反复跳合，因此问题归结于分析开入量出现反复通断的原因。

下面分析开入量出现反复通断的原因

直流24V的开入量227、228、231均来自长电缆，虽然直流电缆与交流电缆分开布置，但仍有交汇的地方，加之长电缆对地电容影响对直流回路影响较大；而开入量215等6组冷却器故障开入量分别来自变压器本体的6组冷却器分控箱，且接点均取自交流接触器的热偶接点，由于控制箱狭小，直流回路与冷却器的动力电缆不可避免的混杂在一起，进一步增加了感应电压。事实上测量24V直流回路有5V左右的感应电压，而另一台主变同样的回路感应电压仅为0.2V。由于感应电压是交流性质，导致原来断开的开入量在交流正半周接通而在负半周断开，因此，认为感应电压是引起开入量反复通断的原因之一，但由于故障现象的偶发性，很难进一步确认。

开入量反复通断很有可能的一个原因是交流电压直接窜入到了24V直流回路，这种情况势必造成开入量快速通断、接触器快速跳合直至接触器烧损。将交流电压与直流电压接到了一起有两种情况，一种是直接将交流电压接到了直流回路的电源侧，这种情况比较容易发现，只要送电就会出现异常；另一种是将交流电压接到了负荷侧某个回路，只有某个继电器或开关动作才会将交流电压引入到直流回路，假如图1所示第一组冷却器故障信号回路与分控箱内热偶的交流回路接到了一起，当第一组接触器在备用或辅助位而不启动时交流电压不会进入直流回路，但是当改组冷却器投入运行时，交流220V电压马上窜入到24V直流回路，导致PLC开入量出现反复通断、主接触器快速反复跳合，主接触器触头不出一分钟即会烧损。

4防止主变冷却器主接触器烧损的对策

下面主要针对开入量出现反复通的各种可能性提出解决的办法对策。

1）感应电压问题

1检查所有电缆的屏蔽层接地情况，确保屏蔽层可靠接地。

2控制柜内的直流、交流配线尽量置于不同的电缆槽内，如实在无法分开也绝不能交织在一起，必须平行布线，分别绑扎固定。

3因为PLC开入量很多，如果共用一个开入电源容易造成感应电压叠加，同时电源异常会影响所有开入量。因此可以考虑将开入量适当分做两个部分，每个部分一个24V电源装置供电，一分部主要包括227、228、231等来自冷却器控制柜之外的开入量，另一部分主要来自包括冷却器控制柜内和6组冷却器分控箱的开入量。

4在24V电源回路加装一个滤波装置，一端接24V电源正极，一端接地，能滤掉部分感应电压。

实际中，通过实施上述措施，24V直流电源上的感应电压由原来的5V降到0.3V左右。

2）交流电压直接接到直流回路的问题

1定期维护时加强对电缆绝缘的检查，电缆芯线对地绝缘应该大于0.5兆欧（500V），要特别注意必须分别检查各断开点两边的回路绝缘，以防止出现检查死角。如前文提到的加入图1所示第一组冷却器故障信号回路215与交流接到了一起，如果检查回路215的对地绝缘就会发现其绝缘为零。但是如果检查回路绝缘仅仅在201回路处进行则无法发现问题。

2切忌把冷却器投入运行来检验回路的绝缘，一则可能损坏设备，二则某些工况下根本无法发现问题所在。

5结束语

事实上，通过将PLC电源一分为二并各带部分负荷、紧固电缆屏蔽层接地线、在24V电源回路加装滤波装置、整理电缆布线、清扫端子排和接触器热偶接点等措施，主变冷却器投自动运行数月无异常，冷却器回路的接触器出现烧损的问题得到了有效解决。解决问题的思路可供遇到同类型问题时参考。