大型電力變壓器的故障分析與處理

【摘要】 介紹了某發(fā)電廠一大型變壓器發(fā)生事故的現(xiàn)象，分析了其事故的原因，并制定了防范措施。

【關(guān)鍵詞】 大型電力變壓器 故障 分析處理

引言

大型電力變壓器是發(fā)電廠、變電站或工礦企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的核心設(shè)備，一旦發(fā)生故障將對整個系統(tǒng)帶來巨大的安全壓力或經(jīng)濟(jì)損失。筆者結(jié)合某廠大型電力變壓器故障進(jìn)行分析，以期與讀者共同做好電氣設(shè)備的檢修與維護(hù)工作。

1 故障設(shè)備簡介

某電廠8號主變壓器是河北保定某變壓器廠生產(chǎn)，SFP8-370000／220型，容量：370000RVA；電壓：220kV／20kV；電流：882.7／10381A；形式：戶外式；阻抗電壓：14±7.5％；接線組別：Yndll。絕緣等級：A級；總重：257％油重：38t。

事故前運(yùn)行方式及巡回檢查情況：

8號發(fā)電機(jī)組負(fù)荷50Mw，無功19Mvar，廠用系統(tǒng)正常結(jié)線方式。8號主變220kV側(cè)電流10A，110kV側(cè)電流210A，有功功率40MW，無功功率2Mvar，變壓器上層油溫48.8℃。

某日16時05分，值班人員接班前檢查8號主變運(yùn)行正常，溫度48E均未出現(xiàn)異常，冷卻風(fēng)扇對稱性地四組運(yùn)行。18時15分，巡回檢查人員對8號主變運(yùn)行檢查，此刻8號主變油色、油位、聲音正常，就地溫度計(jì)指示48℃。天氣晴朗，系統(tǒng)亦無沖擊，運(yùn)行無操作，無異常征兆及現(xiàn)象發(fā)生。

2 事故現(xiàn)象

某日19時25分，8號發(fā)電機(jī)變壓器組出口開關(guān)、發(fā)電機(jī)勵磁開關(guān)、主變開關(guān)跳閘，廠用電6kV備用電源自投成功。6kV母線電壓正常。檢查8號機(jī)變保護(hù)盤保護(hù)動作情況：8號主變重瓦斯保護(hù)4XJ(信號繼電器)動作、差動保護(hù)3XJ(信號繼電器)動作。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電壓信號光字亮，220kV、110kV故障錄波器動作，主變跳閘，8號機(jī)組與系統(tǒng)解列。

2.1 Ｂ事故后現(xiàn)場檢查

經(jīng)外部檢查主變外殼東側(cè)加強(qiáng)筋有多處變形，加強(qiáng)筋局部焊縫開裂，壓力釋放閥處有少量噴油。其他無明顯異常。

2.2 吊罩檢查情況

(1)8號主變油箱底部有較多的膠木螺桿及燒焦的圍屏、兩條緊固用的酚醛樹脂夾板、底部有可見的銅、鐵屑。

(2)8號主變W相3組圍帶全部斷裂、主變20kV側(cè)圍屏被故障電流造成的高壓油氣震散，局部繞組可見。

(3)圍屏上有一片面積約為298cm²的碎片，該碎片與圍屏相對面之間碳化最嚴(yán)重。

(4)8號主變高壓側(cè)w相1、2餅之間發(fā)現(xiàn)匝間、層間絕緣燒損，繞組金屬部分外露有斷股現(xiàn)象。如圖1所示。

(5)W相在靠V相側(cè)下部有面積為39×30cm²的圍屏碳化嚴(yán)重，呈樹枝狀放電燒黑跡象。

(6)W相圍屏最里層絕緣紙板表面燒黑一片，且貼近線圈的一面具有著不太緊的一塊紙皮也燒黑，位置相符，但靠近線圈的一面完好無損，見圖2。

(7)W相線圈(高壓)側(cè)下部2～3匝間有放電燒傷痕跡，中部線圈和燒損的絕緣紙板相應(yīng)位置有燒傷。

(8)U、V相表面檢查無異常。

3 原因分析及采取措施

從故障錄波圖及當(dāng)時情況和故障后檢查情況認(rèn)定為W相高壓線圈接地故障。

3.1 直接原因

分析可認(rèn)為W相圍屏最里層絕緣紙板(共三層)在制造安裝時就存在缺陷，內(nèi)側(cè)有一塊約695×401(mm)的補(bǔ)丁塊，補(bǔ)丁塊與內(nèi)層圍屏面(可能有粘貼膠)，經(jīng)過長期運(yùn)行，粘貼膠老化、發(fā)熱、碳化，發(fā)展成該絕緣板樹枝狀貫穿(俗稱：通天徹地)放電，造成W相高壓線圈短路。

3.2 間接原因

8號主變自1989年10月投入運(yùn)行以來，設(shè)備缺陷較多，特別是在油樣色普分析中出現(xiàn)總烴含量超標(biāo)問題后，加強(qiáng)了對8號主變的油樣縮短定期分析周期和運(yùn)行檢查力度，同時聯(lián)系安排8號主變停運(yùn)檢查，并及時把有關(guān)問題向有關(guān)方面匯報(bào)，提出要求做局放試驗(yàn)、吊罩檢查處理方案。由于資金、管理等問題，影響了設(shè)備維護(hù)和安全運(yùn)行，造成設(shè)備的檢修、技改、試驗(yàn)等方面存在許多遺留的問題與安全缺失。

4 防范措施

(1)認(rèn)真汲取事故教訓(xùn)，積極檢查8號機(jī)組設(shè)備的檢修、試驗(yàn)等方面存在的缺漏，并對設(shè)備存在的隱患、制訂整改計(jì)劃和措施、落實(shí)整改。加強(qiáng)運(yùn)行中的主變油色譜分析，周期為半月1次。對存在氣體含量超標(biāo)(特別是存在乙炔氣體和總烴含量超標(biāo))的設(shè)備，生技部門組織技術(shù)人員進(jìn)行分析，采取有效防范措施，盡早安排有問題的主變進(jìn)行局放和線圈變形試驗(yàn)，試驗(yàn)后對存在內(nèi)部放電和過熱的設(shè)備盡快安排吊芯檢查，同時要求縮短油色譜分析周期(一周1次，嚴(yán)重的一天1次)，并做好匯報(bào)工作。

(2)嚴(yán)格按照二十五項(xiàng)反措要求，在采取防范措施的基礎(chǔ)上，及時安排檢修進(jìn)行整改，確保設(shè)備安全。

(3)加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)控專項(xiàng)檢查，摸清設(shè)備隱患，充分掌握運(yùn)行設(shè)備的健康狀況。發(fā)揮好技術(shù)監(jiān)控的優(yōu)勢，把設(shè)備的隱患消除在事故的萌芽狀態(tài)。加強(qiáng)電氣設(shè)備檢查、試驗(yàn)，特別是主設(shè)備(如主變、發(fā)電機(jī)、互感器、套管、開關(guān)、避雷器等)的檢修維護(hù)消缺工作，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理，制訂有針對性地防范措施并積極實(shí)施，杜絕隱患，以防止類似設(shè)備事故的再次發(fā)生。做好人員的專業(yè)培訓(xùn)，提高設(shè)備隱患辨識技能，認(rèn)真作好事故預(yù)想和緊急狀態(tài)下的應(yīng)對方案和措施。