（特变电工衡阳变压器有限公司 湖南衡阳 421007）
摘要：当前换流变压器冷却系统通常是由多组冷却器共同组成，如果冷却器各组实现循环备用，能够更有效地促进换流变压器保持在安全状态下运行，而冷却器的正常运行，才能让高压输电变得更加稳定、可靠。本文从换流变冷却系统工作原理入手，对电源切换回路控制原理进行阐述，进而分析设计中存在的隐患，给出一些改进策略，从而更好地让设备安全和电网安全得到保证。
关键字：变压器；冷却系统；控制回路；改进策略
我国经济正处于快速发展时期，这也使得用电需求不断扩大，因为我国地形原因，电力资源多在南方地区，通常会采用高压直流的方式输送到经济较为发达的地区，通过高压直流输送有着距离远、容量大，并且在传输时线路损耗较少，还具备较强的稳定性和可靠性等，这些优点的存在使得此种输电方式快速发展。而换流变压器在直流输电系统中是关键设备之一，此种设备单台容量大，而且它的绝缘结构相当复杂。也因为有着直流偏磁和谐波的存在，使得该设备极容易出现大幅温升的现象[1]。因而实现换流变压器的温升降低，确保该设备的安全经济运行，也就成为行业关注的问题。
一、换流变压器冷却系统具体工作原理与实现电源切换回路
换流变压器通常会使用强迫导向油循环加风冷的方式实现降温，这种冷却系统一旦在工作中出现异常或故障，就会使得油温过高，导致绝缘老化的速度变快，使得绝缘寿命急速降低，如果出现的情况较为严重，可能造成换流变压器不得不停运，这就会造成电网安全受到影响[2]。
1.1换流变压器冷却系统组成及投切逻辑
当前南方电网中的各大输电工程中，换流变压器采用的冷却系统都是此种降温方式，因此，本文中分析的换流变压器运用于天广直流输电工程中，该设备的冷却系统中冷却器都有4个组合，每个组合由一台冷却油泵和三台冷却风扇组成，分别用1号、2号、3号对冷却风扇编号。冷却器也有级别的区分，其级别是基本级、第二级及第三级。三个级别实现自动投切的方式运行，其中基本级有第一、第二和第三组3台油泵，分别由三组的1号和2号风扇提供降温，第二级由三组的3号风扇实现降温，而第三级冷却系统由第四组冷却器的组成部分进行降温。通常每组冷却器所属的等级会使用手动定期进行切换，以保证冷却器一直保持在循环备用状态，也方便对其检修，表1所示是投切的逻辑。
表1天广直流输电工程中换流变压器冷却器投切逻辑
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1.2自动切换回路工作具体实现方式
现在的直流输电工程中，因为换流变压器不断的更新换代，其冷却系统已经实现了自动切换回路这种功能，其实现原理如图1所示。
从图中我们可以看出两路电源之间存在主备关系，通常是第一路电源正常运行，如果出现故障，就会自动切换到第二路电源，在排除第一路电源故障后又会切回到第一路电源运行。冷却系统中有空气开关，第一回路中由F1、F3表示，第二回路中是F2、F4，电压监视继电器两个回路中分别由K7（第一回路电源）和K8（第二回路电源）表示。Q1和Q2两个开关代表的是第一路和第二路电源开关的辅助触点。如果处于正常运行，这些开关都处于闭合状态，而K7、K8继电器都处于励磁状态，此时的辅助触点11连接12切换到14上。
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图中，K10、K9两个是延时继电器，K9励磁会早于K10，此时的辅助触点21断开与22的连接，从而停止第二路电源回路的工作，让第一路电源回路负担其冷却工作。一旦第一路电源存在故障，K7就会失磁，从而11辅助触点由原本连接的14切换到12，终止第一路电源回路工作，因为第一回路中的K9、K1都失磁，使得第二回路中的辅助触点21、22和31、32都接通，而延时继电器K10励磁后，冷却工作就由第二路电源回路执行。当第一路电源出现的故障被排除后，就会使得K9恢复励磁，第一路电源恢复工作。
二、换流变压器冷却系统存在的问题及改进策略
2.1电源回路存在的问题
在直流输电工程中，系统中换流变压器冷却系统存在的两路电源之间的关系是主备关系，第一路电源一直保持作为主电源会一直保持运行状态，第二路电源在冷却系统中处于备用而存在状态。由于第二路电源不会经常使用，这使得备用电源即便出现端子松动等故障，并且没有故障预警，使得第二路电源的备用作用失效。第一路电源冷却系统由于持续运行，会使得第一回路中的电缆及空气开关老化加剧或出现故障几率更高，而第二回路电源本身就出现故障，这就使得第一回路电源出现故障，无法启动备用机制，对输电系统产生极大的影响[3]。如天广直流输电系统中的逆变侧（广州换流站），在2007年到2008年期间就出现因为冷却器第一路电源发生故障，第二电源回路失效，造成多次开关跳闸事件。
2.2电源回路改进策略
换流变冷却系统电源回路在设计的时候实现定期自动切换的方式能够有效解决上述的问题。而实现自动切换的改进方案有两种方式，其一是如图2所示。
图中K9辅助触点21、22保持常闭，如果此处实现短接，就会使得第一路电源就算处理好了故障，K9继电器励磁，也不会让第二路电源断开回路，换流变冷却系统此时使用的电源还是第二路电源回路，也就是说此时第一和第二电源回路的主备关系发生改变，直到第二路电源出现故障，K2失磁后，才会启用第一路电源[4]。其方法有：
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图2换流变冷却器电源回路改进策略
1、通过拉开与运行系统相应的开关来实现，实现切换后，需要合上此开关使之处于正常备用状态。
2、通过换流变冷却器控制屏内运行系统空气开关的断开，可以断开F1、F3或者是F2、F4，实现切换后再合上。
三、结语
当今，高压直流输电系统应用已经是相当常见的了，并且换流变压器对于冷却系统电源切换回路实现自动化，也变得更加完善，而我国也有更多的高压直流输电工程中，因而需要对换流变冷却系统电源的深入设计，以便让高压直流输电工程更加稳定，促进我国的经济进一步发展。
参考文献
[1]兰志军,武剑灵,戴东,张彦斌,岳永刚.500kV主变压器ODAF冷却系统现场改型计算分析及应用[J].现代计算机,2020(11):88-91.
[2]于德纲,王广华.智能测控系统在电厂变电站主变冷却系统上应用可行性分析[J].科技创新与应用,2019(20):170-171.
[3]田壮壮.电力变压器设计中潜在风险因素分析[J].技术与市场, 2019,26(05):175.
[4]王伟,罗宗源,张瑞亮.高肇直流换流变冷却系统电源切换回路分析与改进[J].电工技术,2018(02):34-35.