220kV主變壓器運行中出現(xiàn)的問題及對策

山東省淄博市臨淄區(qū)齊魯石化公司動力管理中心 張偉航

220kV主變壓器運行中出現(xiàn)的問題及對策

山東省淄博市臨淄區(qū)齊魯石化公司動力管理中心 張偉航

主變是輸變電系統(tǒng)中的主要設(shè)備，是輸變電站的核心設(shè)備，主變運行狀態(tài)的好壞將影響到整個電力系統(tǒng)的可靠性和電力需求者的正常用電需求。主變一旦發(fā)生事故，輕則機器停轉(zhuǎn)、照明熄滅，重者發(fā)生重大火災(zāi)乃至造成人身傷亡事故。因此如何確保主變的安全運行就值得重視和關(guān)注。本文將主要分析主變運行中常見故障原因并針對性的提出相應(yīng)的處理措施。

按故障發(fā)生過程分類: ( 1) 突發(fā)性故障:由異常電壓引起的絕緣擊穿，繞組匝間、層間短路，自然災(zāi)害等。(2) 潛伏性故障。鐵芯絕緣、鐵芯疊片之間絕緣、鐵芯穿芯螺栓絕緣不良;外界的反復(fù)短路引起繞組變形;長期過負荷運行引起絕緣老化; 由于吸潮、游離放電引起絕緣材料及絕緣油老化等。下面將就主變?nèi)粘＿\行中遇到的常見問題進行介紹。

1 油中總烴含量超標(biāo)

1.1 基本情況

某220kV變電所1號主變型號為OSFPS7—150000／220，2001年9月出廠，2003年l0月15日投入運行，于2007年6月19日對該主變油進行色譜分析，測試結(jié)果正常。2007年11月7日，對該主變進行例行油取樣色譜分析時發(fā)現(xiàn)與6月色譜跟蹤測試結(jié)果相比氣體增長迅速。隨后對該主變進行了較頻繁的色譜跟蹤，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

運行中設(shè)備油中溶解氣體的注意值如表2所示。經(jīng)2007年11月7日色譜分析發(fā)現(xiàn)總烴含量明顯超過注意值，并且連續(xù)幾天都是明顯超過注意值，直到吊罩前總烴含量才基本處于穩(wěn)定值，而氫氣以及一氧化碳、二氧化碳含量基本平衡。2007年1 1月21日對1號主變停運進行高壓試驗，數(shù)據(jù)如表3所示。判定內(nèi)部可能存在異常現(xiàn)象。

1.2 原因分析

(1)接觸不良。(2)鐵心多點接地。(3)漏磁引起過熱。(4)鐵心片間短路，產(chǎn)生渦流，引起鐵心過熱。

1.3處理措施

對于漏磁發(fā)熱引起的螺栓平墊發(fā)熱發(fā)黑，由于當(dāng)時現(xiàn)場沒有不銹鋼螺絲，而采用將上下夾件與側(cè)梁連接處油漆刮掉的處理方法。35kV引線放電部位用絕緣紙帶進行包扎，包扎后再用絕緣帶進行固定。自此，兩處主設(shè)備嚴(yán)重隱患處理完畢。高壓試驗數(shù)據(jù)以及色譜分析數(shù)據(jù)均合格。

2 瓦斯保護動作

2.1正確動作情況

(1)當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障，瓦斯繼電器上開口杯旋轉(zhuǎn)干簧觸點閉合，發(fā)“輕瓦斯”信號。

表1 變壓器油色譜分析數(shù)據(jù)

表2 變壓器油中溶解氣體含量注意值

表3 主變直流電阻試驗數(shù)據(jù)

(2)變壓器本體內(nèi)部嚴(yán)重故障，瓦斯繼電器內(nèi)油流速度大于1.0～1.4 m／s，即油流沖擊擋板干簧觸點閉合，發(fā)“重瓦斯”動作信號并發(fā)出跳閘脈沖。

(3)對于有上下開口杯與擋板的復(fù)合式瓦斯繼電器(FJ型)，當(dāng)變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重漏油使油面降低時，首先上開口杯露出油面，發(fā)“輕瓦斯“信號；繼而下開口杯露出油面，發(fā)“重瓦斯”動作信號并發(fā)出跳閘脈沖，以保護變壓器。

2.2 不正確動作情況

(1)非內(nèi)部故障和其它原因產(chǎn)生較大的油流涌動，使重瓦斯接點閉合，發(fā)出跳閘脈沖。

(2)由于瓦斯繼電器端子盒進水等原因，造成二次回路短接并發(fā)出跳閘脈沖。

(3)操作人員誤碰探針等，使重瓦斯接點閉合，發(fā)出跳閘脈沖。

2.3 動作處理

2.3.1 瓦斯保護信號動作

(1)瓦斯保護信號動作時，立即對變壓器進行檢查，查明動作原因是否因積聚空氣、油面降低、二次回路故障或是變壓器內(nèi)部故障造成的。如氣體繼電器內(nèi)有氣休，則應(yīng)記錄氣體量，觀察氣體的顏色及試驗其是否可燃，并取氣樣及油樣做色譜分析，根據(jù)有關(guān)規(guī)程和導(dǎo)則判斷變壓器的故障性質(zhì)。色譜分析是指對收集到的氣體用色譜儀對其所含的氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體進行定性和定量分析，根據(jù)所含組分名稱和含量準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)，發(fā)展趨勢和嚴(yán)重程度。

(2)若氣體繼電器內(nèi)的氣體無色、無臭且不可燃，色譜分析判斷為空氣，則變壓器可繼續(xù)運行，并及時消除進氣缺陷。

(3)若氣體繼電器內(nèi)的氣體可燃且油中溶解氣體色譜分析結(jié)果異常，則應(yīng)綜合判斷確定變壓器是否停運。

2.3.2 瓦斯繼電器動作跳閘

瓦斯繼電器動作跳閘時，在查明原因消除故障前不得將變壓器投入運行。為查明原因應(yīng)重點考慮以下因素，作出綜合判斷。

(1)是否呼吸不暢或排氣未盡；

(2)保護及直流等二次回路是否正常；

(3)變壓器外觀有無明顯反映故障性質(zhì)的異?，F(xiàn)象；

(4)氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃；

(5)氣體繼電器中的氣體和油中溶解氣體的色譜分析結(jié)果；

(6)必要的電氣試驗結(jié)果；

(7)變壓器其它繼電保護裝置的動作情況。

3 主變冷卻器全停

只要主變投入運行，處于“工作”狀態(tài)的冷卻器投入運行，如果運行中的“工作”和“輔助”冷卻器中有任何一組故障(熱繼動作或油流繼電器不工作或冷卻器接觸器動作)，處于“備用”狀態(tài)的冷卻器投入運行，同時送出“冷卻器故障”光字牌。

當(dāng)主變上層油溫信號高于75℃時或變壓器保護屏上的電流繼電器(過負荷繼電器)動作時，處于“輔助”狀態(tài)的冷卻器投入運行，當(dāng)主變上層油溫信號低于65℃時，處于“輔助”狀態(tài)的冷卻器退出運行。

主變投入運行方式時，冷卻器I／II電源消失及所有冷卻器退出運行，此時發(fā)出“冷卻器全停故障”或“冷控失電”光字牌，同時啟動20min和60min延時跳閘計時，20min后主變上層油溫信號達到85℃時，跳閘出口；當(dāng)主變上層油溫低于85℃時，60min后跳閘出口。

只要主變冷卻器全停，相應(yīng)的主變冷卻器全停保護已經(jīng)啟動。此時對于運行人員應(yīng)該進行如下處理：

（1）緊急降負荷，往50%降。

（2）記錄冷卻器全停時間。

（3）聯(lián)系維護和保護班，盡最大能力查找原因恢復(fù)冷卻器運行。

（4）如果達到保護規(guī)定條件主變沒有停運，應(yīng)手動停運。

4 變壓器的溫度和油位不正常

（1） 變壓器溫度超過允許值時，值班人員應(yīng)判明原因，采取降低溫度的措施：

(A) 檢查變壓器負荷在相同冷卻條件下的溫度是否相同。

(B) 核對溫度計是否指示正確。

(C) 檢查冷卻裝置是否運行正常。

(D) 若不能判斷為溫度計指示錯誤時，應(yīng)適當(dāng)降低變壓器負荷，使變壓器逐步達到允許溫度范圍。

（2）變壓器油位不正常降低時，應(yīng)采取以下措施：

(A) 由于長期輕度漏油引起，應(yīng)補充加油，并觀察泄漏情況，通知檢修處理。

(B) 如因大量漏油而使油位迅速下降時，必須迅速采取停止漏油措施，立即加油，必要時應(yīng)停止變壓器運行消除缺陷。

（3） 變壓器油位過高時，通知檢修人員放油，并查明原因。

5 變壓器跳閘和著火

（1) 變壓器跳閘后，應(yīng)立即查明原因。如綜合判斷證明變壓器跳閘不是由于內(nèi)部故障所引起，可重新投入運行。

（2) 若變壓器有內(nèi)部故障的征象時，應(yīng)作進一步檢查。

（3) 變壓器跳閘后，應(yīng)立即停油泵。

（4) 變壓器著火時，應(yīng)立即斷開電源，停運冷卻器。

（5) 迅速采取滅火措施，立即起動變壓器消防噴水滅火裝置，防止火勢蔓延。

（6)通知消防人員，按消防規(guī)定滅火。

6 變壓器故障預(yù)防

（1) 加強主變壓器、高廠變、啟備變、低壓廠用變壓器的運行監(jiān)視，注意其電流、溫度的變化，使其不超過額定值。

（2) 對廠內(nèi)變壓器設(shè)備進行定期運行分析，建立變壓器類設(shè)備檔案，提高其設(shè)備運行健康水平。

（3) 定期進行變壓器設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督工作，每年進行主變局部放電試驗，其值不大于100Pc,每季度進行一次油色譜化驗，保證變壓器類各項技術(shù)指標(biāo)在合格范圍內(nèi)。

（4) 認(rèn)真進行變壓器設(shè)備的春秋檢工作，嚴(yán)格執(zhí)行交接試驗規(guī)程。

（5) 變壓器本體、有載調(diào)壓開關(guān)的重瓦斯保護壓板投跳閘狀態(tài)，在沒有特殊情況及總工程師的命令時任何人不得將其停用，若需要退出重瓦斯保護時，應(yīng)預(yù)先制定有關(guān)安全措施，完工后及時恢復(fù)正常方式。

（6) 加強變壓器檢查，發(fā)現(xiàn)套管滲漏油及時處理，防止變壓器內(nèi)部受潮損壞。

7 總結(jié)

(1)加強對電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗管理，遵照試驗周期對其進行預(yù)防性試驗，在進行模擬保護動作試驗時，一定要在回路的最末端本體上進行試驗，如用動作探針或短路接點的方法檢驗變壓器重瓦斯保護回路接線正確性時，短路接點必須在變壓器瓦斯繼電器上，即回路的最末端，禁止在回路的中間過渡端子上進行，確保其動作的選擇性、靈敏性、速動性、可靠性。

(2)要加強對主要設(shè)備的日常檢查，應(yīng)定期全面檢查瓦斯繼電器各部位元器件狀態(tài)完好；要將高壓開關(guān)站電氣設(shè)備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與正常值進行比較，做到設(shè)備缺陷和事故隱患及時發(fā)現(xiàn)、及時處理。

(3)作為電氣專業(yè)人員，更重要的是從事故中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，在以后的類似工作中重點加以防范，對各項重要保護，除了嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進行校驗外，還要對照設(shè)計施工圖紙，對二次回路進行認(rèn)真細致的檢查核對，確保每一回路的正確性，解決那些在短時間或一般情況下不易暴露的問題，為以后的運行維護打好基礎(chǔ)，從根本上杜絕類似事故的發(fā)生，切實維護電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

[1] 李福壽．消弧線圈自動調(diào)諧原理[M]．上海：上海交通大學(xué)出版社，1993．

[2] 水利電力部西北電力設(shè)計院．電力工程電氣設(shè)計手冊(上冊)[M]．北京：水利電力出版社，1989．