某220 kV站主變冷卻器異常停運(yùn)事件分析

馬叢淦，李 晟，王 闖，吳淼喆，杜覺曉

(國(guó)網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司，北京 100069)

0 概述

某220 kV變電站安裝4臺(tái)180 MVA強(qiáng)油循環(huán)水冷變壓器，于2014-11-02投運(yùn)。變壓器型號(hào)為SSFPSZ-180000/220，冷卻方式為強(qiáng)油水冷方式（ODWF）。正常運(yùn)行方式下，1，2號(hào)主變運(yùn)行，主變負(fù)載率均在32 %左右；3，4號(hào)主變?yōu)闊醾溆脿顟B(tài)。

1 故障現(xiàn)場(chǎng)檢查經(jīng)過

1.1 故障監(jiān)控信息檢查

通過查詢SOE動(dòng)作信號(hào)可知：2017-08-19T07:58:27.190，2號(hào)主變散熱器電源故障報(bào)警動(dòng)作；07:58:27.196，2號(hào)主變冷卻器電源故障報(bào)警動(dòng)作；07:58:27.251，2號(hào)主變冷卻器全停報(bào)警動(dòng)作；07:58:27.418，2號(hào)主變散熱器備用電源投入報(bào)警動(dòng)作。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢查

電控柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢查結(jié)果如下。

圖1 電控柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)

(1) 供給2號(hào)主變風(fēng)冷電源的所內(nèi)開關(guān)均閉合，未存在所內(nèi)失電現(xiàn)象。

(2) 2號(hào)主變3組油泵、水泵絕緣為無窮大，直阻測(cè)量平衡，內(nèi)部端子接線檢查牢固無問題。

(3) 2號(hào)變壓器室內(nèi)電控柜電源空開QF5跳閘，第1組水泵電源開關(guān)Q4接線端子上口C相斷線且有燒灼痕跡，控制第1組油水泵啟動(dòng)的接觸器KM1無法釋放。

(4) 2號(hào)主變散熱器設(shè)備區(qū)“水—空氣冷控箱”內(nèi)冷卻器電源空開QF4跳閘，交流一路空開QF1跳閘，自動(dòng)切至交流二段運(yùn)行。檢查2號(hào)主變單元相關(guān)其他設(shè)備無問題。

2 故障原因分析

將故障水泵電源空開Q4連同接線端子拆解(見圖2)，檢查發(fā)現(xiàn)上口B，C相燒灼嚴(yán)重，二次線硬化嚴(yán)重。打開C相壓線鼻，其內(nèi)部均為銅粉末，通過銅粉末量可推斷其C相壓線鼻接觸不足。另外，其上口A相壓線鼻上端存在斷股現(xiàn)象，拆解時(shí)19根芯斷裂了3根，推斷為進(jìn)行二次線剝離絕緣皮時(shí)造成的。故障水泵電源空開Q4上口接線端子如圖3所示。

圖2 空開局部情況

圖3 故障水泵電源空開Q4上口接線端子

依據(jù)解體現(xiàn)象，初步分析結(jié)果為：由于故障水泵電源空開Q4上口接線端子C相壓線鼻與二次線接觸面積小，在工作電流作用下長(zhǎng)期發(fā)熱，造成壓線鼻根部過熱，導(dǎo)線出現(xiàn)硬化和脆化，最終導(dǎo)致二次線從壓線鼻根部斷裂。二次線斷裂后，搭接至開關(guān)Q4上口B相，造成B，C相瞬間短路。

由于瞬間短路電流過大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過空開QF5，QF4，QF1瞬時(shí)動(dòng)作電流1 250 A，滿足上級(jí)瞬時(shí)動(dòng)作條件，進(jìn)而導(dǎo)致QF5，QF4，QF1同時(shí)跳閘，并造成1號(hào)冷卻器油水泵啟動(dòng)接觸器KM1接點(diǎn)粘連。同時(shí)，由于空開QF5，QF4跳閘，啟動(dòng)2號(hào)變冷卻器全停報(bào)警動(dòng)作回路。交流一段進(jìn)線空開QF1跳閘，2號(hào)變散熱器電源故障進(jìn)線互投回路動(dòng)作，將電源切至備用電源QF2。

3 現(xiàn)場(chǎng)處置情況

針對(duì)以上現(xiàn)象及原因分析，制定現(xiàn)場(chǎng)處置方案如下。

(1) 安排運(yùn)維人員對(duì)1，4號(hào)主變冷卻箱內(nèi)元器件及其接線端子進(jìn)行跟蹤測(cè)溫，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)缺處理。

(2) 安排檢修人員對(duì)2號(hào)主變故障元器件及二次線進(jìn)行全部更換，檢查箱內(nèi)所有二次線壓線鼻的壓接質(zhì)量。故障元件更換完成后，對(duì)冷控箱內(nèi)元件及二次線，連同水泵、油泵線圈整體進(jìn)行絕緣試驗(yàn)無問題。

(3) 安排檢修人員對(duì)2號(hào)主變整組冷卻器進(jìn)行切換傳動(dòng)試驗(yàn)，其工作、輔助、備用冷卻方式切換傳動(dòng)正確；冷卻器油流計(jì)、水流計(jì)動(dòng)作穩(wěn)定、正確；油泵、水泵電機(jī)電流實(shí)測(cè)值平衡，2號(hào)主變滿足投運(yùn)條件。

(4) 2號(hào)主變暫時(shí)熱備用，安排運(yùn)維人員對(duì)工作冷卻器組每12 h倒方式1次，期間每2 h對(duì)箱內(nèi)元器件跟蹤測(cè)溫1次，確保每組冷卻器工作元器件工作工況良好。

4 故障暴露的問題

4.1 運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)不足、管控措施不到位

變壓器冷控箱測(cè)溫工作采取的針對(duì)性措施不強(qiáng)，尤其是未對(duì)冷卻全停的變壓器冷控箱明確制定內(nèi)部元器件具體部位的測(cè)溫管控措施，運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)不足，存在管控措施不到位的情況。

4.2 驗(yàn)收工作不夠細(xì)化，質(zhì)量把控不到位

在變壓器冷控箱驗(yàn)收工作中，缺少對(duì)制造廠接線端子工藝質(zhì)量的全面把控，未嚴(yán)格執(zhí)行接線壓接質(zhì)量的檢查工作，缺乏細(xì)化管理措施。

5 后續(xù)工作及措施

(1) 2號(hào)主變冷卻器12 h輪轉(zhuǎn)測(cè)溫工作結(jié)束后，在冷控箱內(nèi)元器件工況良好、滿足送電條件的情況下，申請(qǐng)將其投入運(yùn)行。

(2) 安排運(yùn)維人員在8月21日前，對(duì)公司強(qiáng)油循環(huán)水冷變壓器冷控箱內(nèi)元器件進(jìn)行1次專項(xiàng)測(cè)溫，對(duì)存在的異常缺陷按危急缺陷處理。

(3) 安排運(yùn)維人員在8月28日前，對(duì)公司所有強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)氣循環(huán)變壓器冷控箱內(nèi)元器件進(jìn)行1次專項(xiàng)測(cè)溫，對(duì)存在的異常缺陷按危急缺陷處理。

(4) 安排運(yùn)維和檢修人員會(huì)同廠家在8月24日前，對(duì)冷控箱為相同公司生產(chǎn)的變電站設(shè)備進(jìn)行專項(xiàng)冷卻方式切換傳動(dòng)、測(cè)溫排查工作，每組方式倒換12 h跟蹤測(cè)溫。

(5) 制定冷控箱測(cè)溫管控措施，對(duì)冷卻器全停變壓器冷控箱實(shí)行差異化管控措施：

① 明確冷控箱內(nèi)元器件的周期性測(cè)溫工作標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)運(yùn)行組空開、接觸器及其接線端子部位三相溫差測(cè)量，測(cè)溫周期應(yīng)滿足每月1次，并下發(fā)測(cè)溫統(tǒng)計(jì)表；

② 對(duì)冷卻器全停變壓器冷控箱實(shí)行差異化管控措施，其工作冷卻器倒換方式后，應(yīng)安排24 h跟蹤測(cè)溫工作，發(fā)現(xiàn)問題按危急缺陷上報(bào)處理。

(6) 加強(qiáng)改擴(kuò)建主變冷控箱內(nèi)部元器件及其二次線驗(yàn)收管理工作。加強(qiáng)冷控箱內(nèi)元器件二次接線端子工藝管控，制定《變壓器冷控箱驗(yàn)收工序質(zhì)量控制卡》，確保二次線壓接鼻處不存在斷股、接觸量不足、壓接不實(shí)等現(xiàn)象。

(7) 開展專題培訓(xùn)，對(duì)變壓器冷控箱的運(yùn)維管理措施進(jìn)行宣貫，并舉一反三，在其他專業(yè)也做好差異化管控措施。

6 結(jié)束語(yǔ)

主變冷卻器作為變壓器降溫的重要設(shè)備，對(duì)主變的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。此次故障是由于連接問題造成內(nèi)部元器件溫度異常燒損，從而導(dǎo)致的冷卻器異常停運(yùn)。由于處置及時(shí)得當(dāng)，該問題并未造成主變運(yùn)行異常。該案例的處理和措施可為相關(guān)工作提供借鑒。在例行運(yùn)維工作中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)特定部位溫度異常的監(jiān)控和分析，避免類似事件發(fā)生。