220 kV變壓器輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作分析及處理

鈕志峰

(江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司，江蘇 常州 213011)

220 kV變壓器輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作分析及處理

鈕志峰

(江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司，江蘇 常州 213011)

瓦斯保護(hù)作為油浸變壓器主要保護(hù)，能反映變壓器油箱內(nèi)部各類故障，主要包含輕瓦斯和重瓦斯2部分，一般輕瓦斯動(dòng)作于告警，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘。通過(guò)對(duì)熱備用狀態(tài)中的220 kV變壓器一次輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的異常情況進(jìn)行分析排查，得出變壓器吸濕器堵塞引起輕瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，為油浸變壓器運(yùn)行維護(hù)提供參考。

油浸變壓器；輕瓦斯保護(hù)；吸濕器

0 引言

油浸變壓器瓦斯保護(hù)作為反映變壓器油箱內(nèi)部各類故障的主要保護(hù)，能反映變壓器油箱內(nèi)部各類故障的保護(hù)，主要包含輕瓦斯和重瓦斯2部分，一般輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于告警，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘[1]。變壓器實(shí)際運(yùn)行中，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的情況時(shí)有發(fā)生。只有在輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作后進(jìn)行故障徹底排查并消除引發(fā)故障的因素，才能確保變壓器的安全、可靠運(yùn)行，避免嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故。

1 設(shè)備概況

江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司S109FA燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組采用發(fā)變組單元制接線，出線為220 kV電壓等級(jí)，主變壓器為常州東芝變壓器廠生產(chǎn)的SFP-480000/220型強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，變壓器2005年投運(yùn)至今運(yùn)行情況良好。變壓器額定電壓236±(2×2.5%)/19 kV；額定電流，1 174/14 568 A；接線組別，Ynd11；短路阻抗，Ud=14%。瓦斯繼電器為德國(guó)百利門04-10型，變壓器吸濕器為XS2-9型。

2 異常情況

2016年12月某晚，變壓器“輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作”告警，當(dāng)時(shí)變壓器處于熱備用狀態(tài)。通常情況下，瓦斯保護(hù)動(dòng)作主要發(fā)生在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，在變壓器熱備用狀態(tài)下出現(xiàn)較為罕見(jiàn)。

異常情況發(fā)生后對(duì)變壓器進(jìn)行外觀檢查，沒(méi)有漏油等現(xiàn)象，油枕油位計(jì)指示為30%，瓦斯繼電器未發(fā)現(xiàn)有氣體積聚，松開瓦斯繼電器放氣口時(shí)有吸氣現(xiàn)象。

3 原因分析及處理

3.1 輕瓦斯動(dòng)作原因排查

油浸變壓器輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因主要有：冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，空氣進(jìn)入變壓器；因溫度低或漏油，變壓器油面緩慢降落；發(fā)生輕微故障，產(chǎn)生少量氣體；變壓器附近有強(qiáng)烈振動(dòng)；直流回路接地，二次回路故障等情況[2]。

對(duì)變壓器瓦斯繼電器電氣回路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)有直流接地、二次回路故障的現(xiàn)象，報(bào)警、動(dòng)作回路檢查正常。

近一年變壓器油樣分析報(bào)告均為正常，當(dāng)時(shí)主變處于停運(yùn)狀態(tài)，冷卻系統(tǒng)處于停運(yùn)狀態(tài)，可以排除變壓器內(nèi)部故障和吸入空氣的可能。

對(duì)變壓器進(jìn)行外觀檢查，未有漏油、油位異常變化等現(xiàn)象，油枕油位計(jì)指示為30%，瓦斯繼電器未發(fā)現(xiàn)有氣體積聚。

在檢查瓦斯繼電器時(shí)，旋松瓦斯繼電器放氣口時(shí)有吸氣現(xiàn)象，主變壓器油箱內(nèi)為負(fù)壓狀態(tài)，初步判斷為變壓器油枕吸濕器堵塞。

在旋松變壓器油枕吸濕器硅膠桶下部密封蓋時(shí)，有較大的負(fù)壓，外界空氣被吸入油枕，可以判斷吸濕器硅膠桶部分正常，堵塞位置在吸濕器油杯處。

在旋松吸濕器下部油杯后，吸濕器油杯內(nèi)油位由低位恢復(fù)至正常位置，大量的空氣通過(guò)吸濕器油杯吸入油枕，變壓器油枕內(nèi)壓力與外界達(dá)到平衡后，“輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作”告警信號(hào)自行恢復(fù)正常。

通過(guò)上述排查，變壓器吸濕器堵塞造成了輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

3.2 輕瓦斯動(dòng)作原因分析

變壓器吸濕器油杯處堵塞是引起輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的直接原因，油杯結(jié)構(gòu)如圖1所示，對(duì)變壓器吸濕器油杯結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析檢查。

圖1 變壓器吸濕器油杯示意

正常情況下，變壓器內(nèi)油熱脹冷縮，產(chǎn)生的體積變化通過(guò)吸濕器的空氣進(jìn)出保持平衡，空氣通過(guò)吸濕器下部的油杯進(jìn)行過(guò)濾，消除雜質(zhì)和水分，空氣流通路徑由圖1可見(jiàn)。檢查油杯，油杯通氣孔均未發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象，沒(méi)有密封圈遺留。由于油杯旋入罩殼沒(méi)有明顯的限位指示，當(dāng)油杯安裝時(shí)旋入過(guò)深，導(dǎo)致油杯與罩殼間隙過(guò)小。在變壓器投運(yùn)初期，油杯處相對(duì)干凈，空氣能正常通過(guò)油杯與罩殼間隙，隨著變壓器運(yùn)行時(shí)間的增加，間隙處積聚灰塵和油污，造成油杯與罩殼間隙堵塞，阻斷了空氣流通路徑，變壓器內(nèi)外不能保持空氣流通通暢。

主變壓器一般停運(yùn)的機(jī)會(huì)不多，但是隨著機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù)的減少，機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，為了減少變壓器的空載損耗，在條件具備的情況下，主變壓器保持在熱備用狀態(tài)。

變壓器正常投運(yùn)時(shí)，油枕油位在60%～80%之間變化，變壓器油枕如圖2所示。由于空氣具有可壓縮性，在油位變化不多的情況下，雖然吸濕器堵塞仍未引起變壓器運(yùn)行有異常表現(xiàn)。

圖2 變壓器油枕示意

當(dāng)變壓器在熱備用狀態(tài)下，加上冬季環(huán)境溫度低，變壓器油體積收縮加劇，變壓器油枕油位下降到30%。由于變壓器密封性良好，吸濕器堵塞后造成變壓器油枕內(nèi)形成較大的負(fù)壓。這種負(fù)壓增加到一定程度時(shí)，使得油枕與變壓器油箱聯(lián)通管上的瓦斯繼電器內(nèi)變壓器油處于負(fù)壓狀態(tài)，輕瓦斯保護(hù)裝置浮球在逐漸降低變壓器油壓力的作用下，受到的浮力逐步降低，當(dāng)浮球受到的浮力低于其受到的重力時(shí)，在重力的作用下輕瓦斯浮球下落，引起輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作報(bào)警。所以檢查時(shí)打開吸濕器后，油枕壓力恢復(fù)正常時(shí)輕瓦斯保護(hù)會(huì)自行恢復(fù)正常。

通過(guò)上述分析，引起輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作原因是：由于變壓器吸濕器油杯旋入過(guò)深，造成吸濕器堵塞，由于吸濕器堵塞，造成瓦斯繼電器處于負(fù)壓狀態(tài)，引起輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

4 應(yīng)對(duì)措施

調(diào)整變壓器吸濕器油杯旋入深度，增大油杯與罩殼間的間隙，防止吸濕器堵塞。

對(duì)其他在運(yùn)的變壓器進(jìn)行吸濕器有無(wú)堵塞的專項(xiàng)檢查，對(duì)油杯旋入深度、是否有密封圈未取下等情況進(jìn)行檢查，防止類似的情況發(fā)生。

變壓器吸濕器的原理雖然相同，但是種類較多、結(jié)構(gòu)有所不同，在運(yùn)行維護(hù)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的吸濕器有針對(duì)性地進(jìn)行維護(hù)。在變壓器進(jìn)行例行檢修時(shí)對(duì)吸濕器進(jìn)行同步維護(hù)。

運(yùn)行過(guò)程中做好對(duì)變壓器吸濕器的檢查，檢查吸濕器油杯油位是否正常、油杯中是否有氣泡流動(dòng)。在對(duì)變壓器進(jìn)行取油樣、更換硅膠等工作時(shí)，須將重瓦斯保護(hù)改接信號(hào)，防止吸濕器堵塞引起保護(hù)動(dòng)作跳閘。

5 結(jié)束語(yǔ)

變壓器吸濕器堵塞是引起此次輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因。通過(guò)對(duì)這次變壓器輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的分析和處理，消除了設(shè)備隱患，為變壓器吸濕器安裝維護(hù)積累了經(jīng)驗(yàn)。

[1]董銀輝.變壓器瓦斯保護(hù)原理及案例分析[J].上海電力，2013(1)：52-55.

[2]王哲，陳玉峰，李海峰.變壓器超瓦斯保護(hù)動(dòng)作原因淺析[J].山東電力技術(shù)，2002(4):47-49.

(本文責(zé)編：齊琳)

2017-02-07；

2017-02-28

TM 772

B

1674-1951(2017)03-0049-02

鈕志峰(1972—)，男，江蘇吳江人，技師，從事電廠生產(chǎn)運(yùn)行管理方面的工作(E-mail:nzhf2006@163.com)。