兩起發(fā)電廠變壓器受潮引發(fā)的故障及對策研究

劉玥

摘要：發(fā)電廠變壓器發(fā)生故障最主要的原因是絕緣受潮，由于水分滲入，使變壓器的性能發(fā)生變化，絕緣性大大降低，從而影響變壓器的運行安全。鑒于此，本文對變壓器受潮具體的原因以及產(chǎn)生的危害進(jìn)行詳細(xì)的分析，根據(jù)具體的案例，采取合理的檢測方法，對變壓器中的潛在絕緣故障進(jìn)行判斷，并及時采取措施進(jìn)行故障防范，從而防止出現(xiàn)安全事故，希望有參考意義。

關(guān)鍵詞：變壓器;故障;絕緣受潮;火力發(fā)電廠

在電力系統(tǒng)的運行中，火電廠變壓器故障問題受到了較大的關(guān)注，關(guān)于故障的解決，相關(guān)技術(shù)人員一直致力于積極的研究中，使變壓器故障能夠減少，從而使火電廠安全穩(wěn)定的運行。變壓器故障發(fā)生最主要的就是絕緣受潮，由于水分這一影響因素，導(dǎo)致變壓器的絕緣性能下降。因此，火電廠變壓器運行中，要對故障問題進(jìn)行充分的分析，采取合理的措施進(jìn)行防范，保證變壓器運行安全。

1.變壓器受潮的原因及危害分析

火電廠變壓器絕緣一般包含液體和固體兩種絕緣，如果有水分滲入，這兩種絕緣方式的電氣性能都會受到損害。變壓器的絕緣油中出現(xiàn)水分的情況主要有三種，一種是空氣環(huán)境中攜帶，絕緣油和空氣接觸，在溫度發(fā)生變化的過程中，吸收了空氣中的潮氣。另一種是絕緣油發(fā)生氧化反應(yīng)生成水。最后一種是變壓器繞組在進(jìn)行干燥處理時不夠充分，運行過程中從固體材料中滲出水分。

變壓器的絕緣油中滲入水分，就會較大的影響其絕緣能力。這主要是因為懸浮的水滴和雜質(zhì)纖維存在于絕緣油中時，水分會逐漸滲入到內(nèi)部，在電場的作用下，纖維會形成連橋，使電極之間的電導(dǎo)性大大增加，使絕緣強度降低，絕緣油的擊穿電壓會極大的降低，而有部分溫度會上升，造成熱擊穿。水和其中另外的元素發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，逐漸滲入到變壓器繞組內(nèi)部的絕緣紙板上，從而腐蝕其材料，使絕緣紙板的電壓水平受到影響。從有關(guān)的試驗中發(fā)現(xiàn)，常溫狀態(tài)下，絕緣油中如果含水分萬分之一，此時的擊穿電壓只達(dá)到干燥狀態(tài)下的15%～30%。絕緣油中含水分0.005%時，耐壓值僅僅是50kV。固體絕緣如果滲入水分時，電介質(zhì)中的導(dǎo)電離子增多，同時水分能夠使極性分子和雜質(zhì)之間的離解速度加快，水分被絕緣材料的吸附力要超過水分子自身的內(nèi)聚力，所以表面會產(chǎn)生連續(xù)水層，使絕緣性能下降，而且有電場作用，介質(zhì)發(fā)生較大的損耗，水分子結(jié)構(gòu)被破壞發(fā)生擊穿。

2.發(fā)電廠變壓器受潮案例

2.1故障案例一

2.1.1故障情況介紹

1號變壓器型號為SF-31500/20，額定電壓為20±2×2.5%/6.3kV，額定容量為31.5MVA，投入運行一年后對變壓器油色譜進(jìn)行分析，然后發(fā)現(xiàn)一氧化碳、二氧化碳以及氫氣的含量與剛投入時有較大的增加，通過對運行使用前后的油色譜對比分析得知，除了上述三種氣體含量增加外，其他氣體的含量沒有明顯的變化。氫氣的含量已經(jīng)大于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的最大值，為了再次確定含量情況以及變化的形勢，間隔一定的時間再次進(jìn)行油色譜分析，同樣發(fā)現(xiàn)含量上升，數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.1.2故障具體分析

出現(xiàn)這一情況后，相關(guān)人員對故障進(jìn)行了具體的分析，通過使用三比值法判斷，得出由于含氣量、溫度高等引起局部發(fā)生放電，低能量密集，判定可能是空腔進(jìn)水受潮。進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，對氫氣絕對產(chǎn)氣的速率進(jìn)行全面分析，通過計算得到速率在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的注意值范圍內(nèi)，由此可以得知，變壓器受潮故障還不是很嚴(yán)重。另外，一氧化碳、二氧化碳的含量升高，判斷可能是熱油循環(huán)處理時生成較多的二氧化碳，由于變壓器運行一年，符合含量增長的特性。兩者含氣量比值的絕對值較小，因此判定不大可能發(fā)生熱故障。再者，通過對變壓器油中微水含量的以往數(shù)據(jù)對比分析可知，含量上升的值在要求數(shù)值范圍內(nèi)，但是增長的較快，由此判定最大可能性是受潮，不過也可能存在局部放電。在進(jìn)行檢修時發(fā)現(xiàn)，變壓器高壓側(cè)手孔門處有2個漏點，低壓側(cè)套管排氣孔橡膠密封墊發(fā)生老化，套管內(nèi)產(chǎn)生空腔，水分和潮氣沿著低壓側(cè)套管導(dǎo)電桿進(jìn)入到變壓器內(nèi)部，使變壓器絕緣油受潮。

2.1.3故障處理

關(guān)于變壓器受潮問題，相關(guān)的技術(shù)人員對其進(jìn)行了細(xì)致的檢查，對于存在的滲漏情況及時處理，在準(zhǔn)備停電檢修時，將變壓器油都排入油罐中，對其高壓側(cè)進(jìn)行滲漏點處理。對于低壓側(cè)中性點套管橡膠密封墊進(jìn)行更換，將導(dǎo)電桿擰緊同時壓緊螺母。對變壓器濾油問題進(jìn)行處理時，保證氫氣的合理處理，進(jìn)行真空去氧和微水，然后對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行清理。變壓器及其相關(guān)附件需要進(jìn)行真空脫水處理，然后真空注油，進(jìn)行油色譜分析，確定各項數(shù)據(jù)值在正常范圍內(nèi)。

2.2故障案例二

2.2.1故障情況介紹

1號高壓廠用變壓器型號為SF-50000/20，額定電壓為20±2×2.5%/6.3-6.3kV，額定容量為50/31.5-31.5MVA，投入運行一年后，對其進(jìn)行預(yù)防性試驗時發(fā)現(xiàn)，低壓繞組絕緣電阻、極化指數(shù)以及吸收比都偏大，其他數(shù)據(jù)正常。

2.2.2故障具體分析

通過對異常數(shù)據(jù)的以往數(shù)據(jù)值進(jìn)行比較分析，吸收比沒有達(dá)到1.3，而且電阻的縱向比下降，極化指數(shù)達(dá)不到1.4，這就說明變壓器出現(xiàn)絕緣受潮。對受潮的具體原因進(jìn)行判定，首先是絕緣材料其水分干燥處理不徹底，變壓器安裝過程中，對暴露問題的檢查不充分，變壓器水分集中。另外，變壓器存在滲漏點，密封性不好，在投入運行后，滲漏點共發(fā)現(xiàn)4處，處理不及時導(dǎo)致水分滲入到變壓器繞組內(nèi)，使低壓側(cè)繞組絕緣受潮。

2.2.3故障處理

解決該絕緣受潮問題，技術(shù)人員對變壓器進(jìn)行熱油循環(huán)處理，將繼電器油箱的側(cè)閥門以及所有的散熱器閥門關(guān)閉，使用6000L/h真空濾油機設(shè)備進(jìn)行處理。在處理過程中，油的溫度如果到29℃，需要進(jìn)行頂部脫氣2小時左右，控制油流速度在規(guī)定的范圍內(nèi)。通過處理，將變壓器的極化指數(shù)提高到規(guī)定的最小值以上。

3.變壓器受潮故障防范措施

火電廠變壓器故障最主要的原因就是絕緣受潮，為了能夠更好的保障變壓器運行安全，需要對變壓器的滲漏問題加以重視，可以采取閉環(huán)管控的方法來進(jìn)行防范，使變壓器運行更加穩(wěn)定可靠。對變壓器的預(yù)防性試驗工作要重視，根據(jù)有關(guān)的規(guī)定進(jìn)行試驗，對變壓器存在的問題進(jìn)行明確，通過試驗結(jié)果的比較分析，找到變壓器運行的規(guī)律，從而更好的做出故障判斷。對變壓器運行的參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，使其運行的油溫以及油位置可以得到有效的監(jiān)管，將潛在的故障隱患及時發(fā)現(xiàn)并處理。變壓器在安裝和檢修時，對其暴露時間需要合理控制，保證空氣的相對濕度不同，暴露時間也要適當(dāng)控制。

結(jié)束語：

總而言之，火電廠變壓器受潮問題需要引起足夠的重視，充分的掌握絕緣受潮的原因，并從多方面判斷其絕緣狀況，采取相應(yīng)的措施對其故障問題進(jìn)行解決，以保證變壓器運行的安全穩(wěn)定。

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