某220kV主變油溫高報(bào)警原因分析及處理方法

明家輝 楊發(fā)宇 鄒婕

摘 要：針對(duì)某220kV變壓器發(fā)油溫高報(bào)警信號(hào)，通過紅外測(cè)溫、分析負(fù)荷曲線等手段，逐步排除主變發(fā)熱的可能原因，最終得出結(jié)論是由于冷卻系統(tǒng)效率下降導(dǎo)致主變發(fā)熱。為減小在帶電運(yùn)行主變上工作的風(fēng)險(xiǎn)，采用高壓氣體清洗冷卻器油管，經(jīng)過清洗，冷卻系統(tǒng)效率恢復(fù)明顯，主變油溫逐步恢復(fù)正常。

關(guān)鍵詞：變壓器；油溫高；冷卻器；高壓氣體清理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.168

0 引言

變壓器在運(yùn)行過程中，鐵芯、繞組中會(huì)產(chǎn)生損耗，同時(shí)伴隨著發(fā)熱現(xiàn)象的存在，而一般油浸變壓器繞組采用A級(jí)絕緣，繞組允許溫度可達(dá)105℃，過高的溫升會(huì)使變壓器繞組發(fā)熱，絕緣下降。溫升超過限值一定時(shí)間將導(dǎo)致變壓器絕緣受損，甚至縮短壽命。因此在變電運(yùn)行過程中，快速查找到變壓器異常發(fā)熱原因，能有效避免變壓器溫度過高造成更嚴(yán)重的電網(wǎng)安全事故的發(fā)生。

1 某220kV變壓器油溫高案例情況簡(jiǎn)介

220kV某變電站2號(hào)主變投運(yùn)時(shí)間為1997年8月20日，累計(jì)運(yùn)行21年。

2018年04月09日19：58分，220kV某變電站發(fā)出“2號(hào)主變油溫高報(bào)警的信號(hào)”。后臺(tái)顯示油溫77℃，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫冷卻器上層連接管溫度78℃，下層80℃。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，油閥正常，油流繼電器正常，風(fēng)扇全啟運(yùn)行正常。

實(shí)時(shí)有功76.9MVA，負(fù)載率為42.7%。2號(hào)主變潛油泵正常開啟，上下油管溫差2度左右，2號(hào)主變油位為刻度9處，符合溫度-油位曲線。各散熱片溫度均勻油溫表1，2均讀數(shù)在78℃左右，后臺(tái)無繞溫遙測(cè)量。1號(hào)主變?yōu)樽匀伙L(fēng)冷，型號(hào)廠家均不一樣，2017年投產(chǎn)，無法進(jìn)行橫向?qū)Ρ取?/p>

2 某220kV變壓器油溫高原因分析

2.1 負(fù)荷變化分析

針對(duì)“2號(hào)主變油溫高報(bào)警的信號(hào)”運(yùn)行人員通過后臺(tái)監(jiān)控調(diào)取了近一周的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，近一周油溫最大值在75℃-81℃之間，并且時(shí)間油溫最大值發(fā)生時(shí)間集中在23：00-00：00之間。分析后臺(tái)的溫度變化曲線可知，當(dāng)日溫度變化趨勢(shì)與負(fù)荷變化基本一致，且近一周主變負(fù)載率都在50%左右波動(dòng)，可以排除是因?yàn)樨?fù)荷過大導(dǎo)致主變油溫升高。

2.2 內(nèi)部發(fā)熱點(diǎn)查找

通過對(duì)220kV某變電站2號(hào)主變整體測(cè)溫分析，可以發(fā)現(xiàn)主變本體發(fā)熱均勻，無明顯過熱點(diǎn)。其次，主變保護(hù)并未有保護(hù)啟動(dòng)報(bào)文，可暫時(shí)排除主變壓器內(nèi)部有故障導(dǎo)致發(fā)熱。

2.3 冷卻系統(tǒng)排查

220kV某變電站2號(hào)主變冷卻方式為強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷，變壓器油由冷卻器下連接管進(jìn)入冷卻器散熱片，經(jīng)過散熱片后由上連接管回到變壓器本體。

冷卻器的冷卻性能對(duì)變壓器冷卻性能影響顯著，為了增強(qiáng)冷卻器的散熱效率，冷卻器油管表面設(shè)計(jì)成了凹凸?fàn)?，增加了油管的表面積更有利于散熱，但同時(shí)也存在一定的缺陷，即油管更容易堆積灰塵。油管表面經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間堆積過多灰塵，導(dǎo)致冷卻器散熱性能下降，當(dāng)散熱效率下降低于主變繞組發(fā)熱效率時(shí)，熱量積累將導(dǎo)致主變油溫升高。

3 主變油溫高報(bào)警處置方法及措施

由上述分析可知，主變油溫高是冷卻器油管灰塵堆積使散熱性能下降導(dǎo)致的，針對(duì)此情況，檢修人員提出兩種處理方法：

（1）用高壓水槍沖洗冷卻器油管；

（2）用高壓氣體清理冷卻器油管。

由于主變處于運(yùn)行狀態(tài)，考慮到用水沖洗作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較大，最終決定用高壓氣體對(duì)主變散熱器進(jìn)行清理，用高壓氣體清理散熱器。

現(xiàn)場(chǎng)安全措施：

由于220kV某變2號(hào)主變采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷冷卻方式，當(dāng)主變投入運(yùn)行方式時(shí)，所有冷卻器退出運(yùn)行，此時(shí)發(fā)出“冷卻器全停”光字牌，同時(shí)啟動(dòng)20min和60min延時(shí)跳閘倒計(jì)時(shí)，20min后主變上層油溫信號(hào)達(dá)85℃時(shí)，跳閘出口；當(dāng)主變上層油溫信號(hào)低于85℃時(shí)，60min后跳閘出口。因此，在檢修人員進(jìn)行清理作業(yè)同時(shí)，運(yùn)行人員在后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控主變油溫變化情況，并且每隔15min重啟停運(yùn)的冷卻器，防止出現(xiàn)“冷卻器全停”跳閘出口，跳開主變的情況。

4月10日220kV 2號(hào)主變冷卻器油管清理作業(yè)完成。隨之， “2號(hào)主變油溫高”的報(bào)警信號(hào)復(fù)歸，當(dāng)晚21：00分時(shí)主變負(fù)荷為80MW，而溫度為56.23℃，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)主變測(cè)溫為55℃。2號(hào)主變運(yùn)行正常。由近兩天的油溫變化（如下圖1、圖2所示）對(duì)比情況可知，主變冷卻器清理作業(yè)效果明顯。

4 結(jié)束語

目前，強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器在電網(wǎng)中占了相當(dāng)大的比重，鋸齒型冷卻器油管設(shè)計(jì)在電網(wǎng)中也占多數(shù)，為了電網(wǎng)能夠更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行，應(yīng)對(duì)這部分變壓器的冷卻油管加強(qiáng)清潔維護(hù)，避免因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行積累過多的灰塵導(dǎo)致冷卻性能下降，從而造成主變絕緣降低等損傷。在條件允許的情況下，可以考慮對(duì)主變進(jìn)行改造或更換，將冷卻器油管更換為片狀，既增大了散熱面積，同時(shí)避免灰塵的積累，可保證變壓器有一個(gè)更穩(wěn)定可靠的運(yùn)行環(huán)境。

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