220 k V主變壓器運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策

張偉航

（山東省淄博市臨淄區(qū)齊魯石化公司，山東淄博255411）

主變壓器是輸變電系統(tǒng)中的主要設(shè)備，是輸變電站的核心設(shè)備，主變壓器運(yùn)行狀態(tài)的好壞將影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性和電力需求者的正常用電需求。主變壓器一旦發(fā)生事故，輕則機(jī)器停轉(zhuǎn)、照明熄滅，重者發(fā)生重大火災(zāi)乃至造成人身傷亡事故；因此，如何確保主變壓器的安全運(yùn)行就值得人們?nèi)ブ匾暫完P(guān)注。本文將主要分析主變壓器運(yùn)行中常見(jiàn)的故障原因，并針對(duì)性地提出相應(yīng)的處理措施。

按故障發(fā)生過(guò)程分為2類(lèi)。① 突發(fā)性故障：由異常電壓引起的絕緣擊穿，繞組匝間、層間短路，自然災(zāi)害等。② 潛伏性故障。鐵芯絕緣、鐵芯疊片之間絕緣、鐵芯穿芯螺栓絕緣不良，外界的反復(fù)短路引起繞組變形，長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行引起絕緣老化，由于吸潮、游離放電引起絕緣材料及絕緣油老化等[1]?，F(xiàn)就主變壓器日常運(yùn)行中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行介紹。

1 油中總烴含量超標(biāo)

1.1 基本情況

某220 k V變電所1號(hào)主變壓器型號(hào)為OSFPS7－150000／220，2001年9月出廠，2003年10月15日投入運(yùn)行。額定電壓：220＋3－1×2.5%／117／37±5%k V；額定容量：150／150／60 MVA；聯(lián)接組別：yn0，d11；空載損耗：67.1 kW；空載電流：0.15%；高壓對(duì)中壓短路阻抗：7.5%；高壓對(duì)低壓短路阻抗：31.3%；高壓對(duì)中壓負(fù)載損耗：393.5 k V；高壓對(duì)低壓負(fù)載損耗：221.2 k W。2007年6月19日，對(duì)該主變壓器油進(jìn)行色譜分析，測(cè)試結(jié)果正常。2007年11月7日，對(duì)該主變壓器進(jìn)行例行油取樣色譜分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，與6月色譜跟蹤測(cè)試結(jié)果相比氣體增長(zhǎng)迅速。隨后對(duì)該主變壓器進(jìn)行了較頻繁的色譜跟蹤，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 主變壓器油色譜分析數(shù)據(jù)

運(yùn)行中，設(shè)備油里溶解氣體含量注意值如表2所示。經(jīng)2007年11月7日色譜分析發(fā)現(xiàn)總烴含量明顯超過(guò)注意值，并且連續(xù)幾天都是明顯超過(guò)注意值，直到吊罩前總烴含量才基本處于穩(wěn)定值，而氫氣以及一氧化碳、二氧化碳含量基本平衡。2007年11月21日對(duì)1號(hào)主變壓器停運(yùn)進(jìn)行高壓試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表3所示。判定內(nèi)部可能存在異?，F(xiàn)象。

表2 主變壓器油中溶解氣體含量注意值

表3 主變壓器直流電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.2 原因分析

① 接觸不良；② 鐵心多點(diǎn)接地；③ 漏磁引起過(guò)熱；④ 鐵心片間短路，產(chǎn)生渦流，引起鐵心過(guò)熱[2]。

1.3 處理措施

對(duì)于漏磁發(fā)熱引起的螺栓平墊發(fā)熱發(fā)黑，由于當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有不銹鋼螺絲，而采用將上下夾件與側(cè)梁連接處油漆刮掉的處理方法。35 k V引線放電部位用絕緣紙帶進(jìn)行包扎，包扎后再用絕緣帶進(jìn)行固定[3]。自此，兩處主設(shè)備嚴(yán)重隱患處理完畢。高壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及色譜分析數(shù)據(jù)均合格。

2 瓦斯保護(hù)動(dòng)作

2.1 正確動(dòng)作情況

（1）當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障，瓦斯繼電器上開(kāi)口杯旋轉(zhuǎn)干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)“輕瓦斯”信號(hào)。

（2）變壓器本體內(nèi)部嚴(yán)重故障，瓦斯繼電器內(nèi)油流速度大于1.0～1.4 m／s，即油流沖擊擋板干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)“重瓦斯”動(dòng)作信號(hào)并發(fā)出跳閘脈沖。

（3）對(duì)于有上下開(kāi)口杯與擋板的復(fù)合式瓦斯繼電器（FJ型），當(dāng)變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重漏油使油面降低時(shí)，首先上開(kāi)口杯露出油面，發(fā)“輕瓦斯”信號(hào)；繼而下開(kāi)口杯露出油面，發(fā)“重瓦斯”動(dòng)作信號(hào)并發(fā)出跳閘脈沖，以保護(hù)變壓器[4]。

2.2 不正確動(dòng)作情況

（1）非內(nèi)部故障和其他原因產(chǎn)生較大的油流涌動(dòng)，使重瓦斯接點(diǎn)閉合，發(fā)出跳閘脈沖。

（2）由于瓦斯繼電器端子盒進(jìn)水等原因，造成二次回路短接并發(fā)出跳閘脈沖。

（3）操作人員誤碰探針等，使重瓦斯接點(diǎn)閉合，發(fā)出跳閘脈沖。

2.3 動(dòng)作處理

2.3.1 瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作

（1）瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)立即對(duì)變壓器進(jìn)行檢查，查明動(dòng)作原因是否因積聚空氣、油面降低、二次回路故障或是變壓器內(nèi)部故障造成的。如氣體繼電器內(nèi)有氣體，則應(yīng)記錄氣體量，觀察氣體的顏色及試驗(yàn)其是否可燃，并取氣樣及油樣作色譜分析，根據(jù)有關(guān)規(guī)程和導(dǎo)則判斷故障性質(zhì)。色譜分析是指對(duì)收集到的氣體用色譜儀對(duì)其所含的氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體進(jìn)行定性和定量分析，根據(jù)所含組分名稱(chēng)和含量準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)、發(fā)展趨勢(shì)和嚴(yán)重程度[5]。

（2）若氣體繼電器內(nèi)的氣體無(wú)色、無(wú)臭且不可燃，色譜分析判斷為空氣，則變壓器可繼續(xù)運(yùn)行，并及時(shí)消除進(jìn)氣缺陷。

（3）若氣體繼電器內(nèi)的氣體可燃且油中溶解氣體色譜分析結(jié)果異常，則應(yīng)綜合判斷確定變壓器是否停運(yùn)。

2.3.2 瓦斯繼電器動(dòng)作跳閘

瓦斯繼電器動(dòng)作跳閘時(shí)，在未消除故障前不得將變壓器投入運(yùn)行。為查明原因應(yīng)重點(diǎn)考慮以下因素，作出綜合判斷。① 是否呼吸不暢或排氣未盡；② 保護(hù)及直流等二次回路是否正常；③ 變壓器外觀有無(wú)明顯反映故障性質(zhì)的異?，F(xiàn)象；④ 氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃；⑤ 氣體繼電器中的氣體和油中溶解氣體的色譜分析結(jié)果；⑥ 必要的電氣試驗(yàn)結(jié)果；⑦ 變壓器其他繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作情況。

3 主變壓器的冷卻器全停

只要主變壓器投入運(yùn)行，處于“工作”狀態(tài)的冷卻器就投入運(yùn)行。若運(yùn)行中的“工作”和“輔助”冷卻器中有任何一組故障處于“備用”狀態(tài)的冷卻器即投入運(yùn)行，同時(shí)送出“冷卻器故障”光字牌。當(dāng)主變壓器上層油溫信號(hào)高于75℃時(shí)或變壓器保護(hù)屏上的電流繼電器（過(guò)負(fù)荷繼電器）動(dòng)作時(shí)，處于“輔助”狀態(tài)的冷卻器投入運(yùn)行；當(dāng)主變壓器上層油溫信號(hào)低于65℃時(shí)，處于“輔助”狀態(tài)的冷卻器退出運(yùn)行[6]。

主變壓器投入運(yùn)行方式時(shí)，冷卻器Ⅰ／Ⅱ電源消失及所有冷卻器退出運(yùn)行，此時(shí)發(fā)出“冷卻器全停故障”或“冷控失電”光字牌。同時(shí)，啟動(dòng)20 min和60 min延時(shí)跳閘計(jì)時(shí)，20 min后主變壓器上層油溫信號(hào)達(dá)到85℃時(shí)，跳閘出口；當(dāng)主變壓器上層油溫低于85℃時(shí)，60 min后跳閘出口。

只要主變壓器的冷卻器全停，相應(yīng)的主變壓器的冷卻器全停保護(hù)已經(jīng)啟動(dòng)。此時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)該進(jìn)行如下處理：① 緊急降負(fù)荷，往50%降；② 記錄冷卻器全停時(shí)間；③ 聯(lián)系維護(hù)和保護(hù)班，盡最大能力查找原因恢復(fù)冷卻器運(yùn)行；④ 如果達(dá)到保護(hù)規(guī)定條件主變壓器沒(méi)有停運(yùn)，應(yīng)手動(dòng)停運(yùn)。

4 變壓器的溫度和油位不正常

（1）變壓器溫度超過(guò)允許值時(shí)，值班人員應(yīng)判明原因，采取降低溫度的措施：① 檢查變壓器負(fù)荷在相同冷卻條件下的溫度是否相同；② 核對(duì)溫度計(jì)是否指示正確；③ 檢查冷卻裝置是否運(yùn)行正常；④ 若不能判斷為溫度計(jì)指示錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低變壓器負(fù)荷，使變壓器逐步達(dá)到允許溫度范圍。

（2）變壓器油位不正常降低時(shí)，應(yīng)采取以下措施：① 由于長(zhǎng)期輕度漏油引起，應(yīng)補(bǔ)充加油，并觀察泄漏情況，通知檢修處理；② 如因大量漏油而使油位迅速下降時(shí)，必須迅速采取停止漏油措施，立即加油，必要時(shí)應(yīng)停止變壓器運(yùn)行消除缺陷。

（3）變壓器油位過(guò)高時(shí)，通知檢修人員放油，并查明原因。

5 變壓器跳閘和著火

（1）變壓器跳閘后，應(yīng)立即查明原因。如綜合判斷證明變壓器跳閘不是由于內(nèi)部故障所引起，可重新投入運(yùn)行。

（2）若變壓器有內(nèi)部故障的征兆時(shí)，應(yīng)作進(jìn)一步檢查。

（3）變壓器跳閘后，應(yīng)立即停油泵。

（4）變壓器著火時(shí)，應(yīng)立即斷開(kāi)電源，停運(yùn)冷卻器。

（5）迅速采取滅火措施，立即起動(dòng)變壓器消防噴水滅火裝置，防止火勢(shì)蔓延。

（6）通知消防人員，按消防規(guī)定滅火。

6 變壓器故障預(yù)防

（1）加強(qiáng)主變壓器、高壓廠變壓器、啟動(dòng)備用變壓器、低壓廠用變壓器的運(yùn)行監(jiān)視，注意其電流、溫度的變化，使其不超過(guò)額定值。

（2）對(duì)廠內(nèi)變壓器設(shè)備進(jìn)行定期運(yùn)行分析，建立變壓器類(lèi)設(shè)備檔案，提高其設(shè)備運(yùn)行健康水平。

（3）定期進(jìn)行變壓器設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督工作，每年進(jìn)行主變壓器局部放電試驗(yàn)，其值不大于100 p C，每季度進(jìn)行1次油色譜化驗(yàn)，保證變壓器類(lèi)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在合格范圍內(nèi)。

（4）認(rèn)真進(jìn)行變壓器設(shè)備的春秋檢工作，嚴(yán)格執(zhí)行交接試驗(yàn)規(guī)程。

（5）變壓器本體、有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的重瓦斯保護(hù)壓板投跳閘狀態(tài)，在沒(méi)有特殊情況及總工程師的命令時(shí)，任何人不得將其停用。若需要退出重瓦斯保護(hù)時(shí)，應(yīng)預(yù)先制定有關(guān)安全措施，完工后及時(shí)恢復(fù)正常方式[7]。

（6）加強(qiáng)變壓器檢查，發(fā)現(xiàn)套管滲漏油及時(shí)處理，防止變壓器內(nèi)部受潮損壞。

7 結(jié) 語(yǔ)

（1）加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)管理，遵照試驗(yàn)周期對(duì)其進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。在進(jìn)行模擬保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，一定要在回路的最末端本體上進(jìn)行試驗(yàn)，如用動(dòng)作探針或短路接點(diǎn)的方法檢驗(yàn)變壓器重瓦斯保護(hù)回路接線正確性時(shí)，短路接點(diǎn)必須在變壓器瓦斯繼電器上，即回路的最末端，禁止在回路的中間過(guò)渡端子上進(jìn)行，確保其動(dòng)作的選擇性、靈敏性、速動(dòng)性、可靠性。

（2）要加強(qiáng)對(duì)主要設(shè)備的日常檢查，應(yīng)定期全面檢查瓦斯繼電器各部位元器件狀態(tài)完好。要將高壓開(kāi)關(guān)站電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與正常值進(jìn)行比較，做到設(shè)備缺陷和事故隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理。

（3）作為電氣專(zhuān)業(yè)人員，更重要的是從事故中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在以后的類(lèi)似工作中重點(diǎn)加以防范，對(duì)各項(xiàng)重要保護(hù)，除了嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行校驗(yàn)外，還要對(duì)照設(shè)計(jì)施工圖紙，對(duì)二次回路進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的檢查核對(duì)，確保每一回路的正確性，解決那些在短時(shí)間或一般情況下不易暴露的問(wèn)題，為以后的運(yùn)行維護(hù)打好基礎(chǔ)，從根本上杜絕類(lèi)似事故的發(fā)生，切實(shí)維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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