摘要：目前在电力系统上运行的主变压器冷却方式主要是采用自冷式和风冷式两种，而风冷式又可以分为自然油循环风冷和强迫油循环风冷两种形式，不论是采用自然油循环风冷或是采用强迫油循环风冷的冷却形式，冷却的动力均是利用冷却风扇实现，应用于风扇控制的冷却控制系统采用LPC可编程控制器控制，冷却风扇控制采用分组启、停方式，即是将整台主变压器全部冷却风扇分成2组或2组以上，冷却风扇的投切按控制方式1组或多组同时启动或停止进行。本文对主变压器风冷系统检修和故障进行全面的分析，并提出了一种新的控制方法。
关键词：主变压器;冷却风扇;变频调速;分析
一、风冷系统出现故障的现象及对变压器的主要影响
变压器作为一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件，在电气设备和无线电路中，变压器常用作升降电压、节油式变压器匹配阻抗，安全隔离等。风冷系统作为变压器不可或缺的设备，是影响变压器正常运转的众多因素中的重中之重。变压器在长期的运行过程中，会因为消耗能量而散发出大量的热量，如果缺少风冷系统为变压器降温，则变压器可能会因为自身温度过高而加速老化或造成一定程度的损坏，甚至不排除有情节更为严重的现象发生，例如，变压器温度过高引发火灾、爆炸等事故。总之，风冷系统的制冷效果是变压器安全运作的有力保障。
二、主变压器风冷系统检修与故障分析
（一）冷却风扇分组控制存在的问题冷却风扇采用分组启停的控制方式，形成多台风扇同时启动或同时停止，这样的运行控制方式存在如下问题：
1.变压器产生的热量主要由空载损耗和负载损耗等引起，负载的变化直接影响发热量的多少，采用分组控制方式，冷却容量为阶梯变化，不能实时跟踪变压器负载变化而实时调整冷却容量，容易造成冷却容量过剩和不足，造成变压器油温温差大，影响变压器绝缘寿命;
2.风扇电机直接启动，启动电流是额定电流的5～7倍，对电机绝缘造成冲击影响;
3.在工频额定负载下投切风扇电机，由于感性负载的拉弧，影响电机和接触器的使用寿命，增加维护工作量;
4.变压器的噪声主要由风扇噪声、电磁噪声和机械噪声引起，而风扇在工频状态下运行时，风扇噪声很大，对环境造成极大污染。
（二）变频调速技术对冷却风扇控制研究针对以上提出的问题，研究的主攻方向是对风扇电机的控制，实现解决继电器控制方式下冷却风扇所存在的全部问题。实现对风扇电机的控制可以有以下四种方式：
1.冷却风扇无级调速可实现变压器各种损耗所产生的发热量与散热量的均衡控制，避免油温的大幅波动。对冷却风扇采用无级调速，实时跟踪变压器负荷变化及顶层油温变化，据此控制冷却容量与发热量保持基本均衡，可实现油温在给定量的规定范围内变化。对于电机的无级调速有：变频调速，滑差调速等。
2.为了克服电机直接启动造成的冲击电流，有多种控制方式：降压启动，电机软启动，变频调速启动等，均可控制冷却风扇启动电流在较小的范围内。
3.采用无触点开关、变频调速装置等控制风扇电机，可避免冷却风扇在投切时产生拉弧。
4.采用变频调速装置控制风扇电机，可实现节能降噪，减少对环境造成污染。
对以上四种有效的控制电机方式展开对变压器的冷却风扇电机运行的分析：
1.变压器负载、油温与冷却风量的关系：负载增大，则油温升高，风量需增加，此时冷却容量增大;负载减小，则油温降低，风量需减小，此时冷却容量降低，就是冷却容量应跟随负载变化而变化，需实时调节冷却容量，从而实现变压器油温在给定范围内波动。
2.由流体力学可知，风量与转速的一次方成正比，风压与转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。通过改变基数调速：增多电机极对数，可以降低电机转数，但电机一旦生产，电机极对数就已经确定，不能改变，则电机转速也已确定，因此不能改变极对数进行调速。改变转差率调速：在低速时，转差率大，损耗也大，效率低。改变频率调速：均匀地改变风扇电机定子电源频率f，则可以平滑地改变风扇电机的速度。频率可从0～50Hz范围内进行无级变化，转速变化区间最大，也就能大幅度改变电机转速，且目前改变频率的实现手段比较成熟，可简单地使用变频器实现。
3.电机在工频启动时，启动电流大，通常是额定电流的5～7倍，为了避免过大的启动电流，采用变频器直接启动风扇电机，由变频器原理及伏一频特性可知，变频器启动时，输出频率和输出电压均从较小值起始，使电机逐步转动，电机转动后产生反电势，随着频率的增大，电压也在升高，反电势也在增加，这样就使得风扇电机在启动过程中电流始终被控制在较小的范围内，避免了风扇电机启动时对自身绝缘和其它控制元件造成的影響。同时变频器输出驱动电路为半导体可控元件，为无触点控制，所以控制风扇电机的启停无电弧产生，可延长电机的使用寿命。
三、处理风冷系统故障的主要措施
风冷系统的出现，为变压器，尤其是大型变压器的运转稳定性、安全性提供了一定程度的保障。新型风冷系统既沿袭了传统风冷系统的优势，又投入了相应的高科技成分，实现了风冷系统自动化，为无人值班变电站的开发奠定了基础。然而无论是传统风冷系统，还是新型风冷系统，其缺陷是明显存在的。为最大限度地发挥风冷系统的功能，进一步提高变压器的运行有效性，就有必要就风冷系统的缺陷，提出相应的解决方案。
1.改进设计。设计缺陷是影响机器运作效率的重大因素，因此，要想提高风冷系统的使用价值，就得在设计上下功夫，尽最大的努力设计出科学、合理的风冷系统，减少因为设计缺陷而导致风冷系统出现故障的频率。机器部件的设计缺陷是一种不太容易发现的问题，需要工作人员在设备的运作过程中，经过仔细的观察才能得以察觉，所以，改进设计的工作，不仅需要设计人员的努力，也需要风冷系统使用人员的全力配合。
2.加强检测。设备老化是任何一台机器都难以避免的问题，风冷系统也不例外。风冷系统有着复杂的构成部件，而各部件在运行过程中由于所起作用不同，而导致老化速度也不同。运作频繁的部件老化速度明显要快于运作频率低的部件。例如，接触器和热保护等部件的运作频率要高于其他部件，所以老化速度也稍微快点，发生故障的频率自然也高。而像开关这种不经常运作的部件，出现故障的频率相对就比较低。不管怎样，风冷系统任何一个部件的老化，都将影响其正常运行。所以要加强对风冷系统的检测频率以及检测的仔细程度，尤其要加大对容易老化部件的检测，及时发现各部件的安全隐患并迅速的采取措施加以维修，保障风冷系统的正常运行。
3.加强对检修工作的重视并改善检修方法。某一项工作重视程度的高低，直接接着影响着该项工作的效果。风冷系统检测力度不够就是因为对其重视程度有所缺失。因此，在改善检修方法之前，首先要加强对风冷系统检修工作的重视。其次，在正确意识的指导下来改善检修.工作。例如，做好日常的检测工作;年检一定要认真、彻底等。
四、结语
总之，电网作为电源的主要控制地，其运转的安全性和稳定性直接影响着电源能否正常供应，所以我们要加强对供电设备的重视程度。主变压器作为水力发电厂内的重要电气设备，其运行、维护与检修工作必须做到认真仔细，合乎相关规范要求，唯有如此才能避免运行过程中发生异常或事故。
参考文献：
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