淺析火力發(fā)電廠主變壓器故障的判斷和處理

劉玉冰

摘 要：通過變壓器油色譜分析和電氣試驗相結(jié)合的手段分析發(fā)電廠主變壓器等高壓油浸變壓器故障，能夠準(zhǔn)確地判斷故障發(fā)生的原因，找出解決問題的方法。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠 主變壓器 故障判斷 處理

中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0079-01

主變壓器作為發(fā)電廠的重要電氣設(shè)備，如果發(fā)生故障將會影響到發(fā)電廠的正常生產(chǎn)工作，對發(fā)電廠的效益造成嚴(yán)重影響，運行維護(hù)技術(shù)人員需要對變壓器故障產(chǎn)生的原因與解決方法熟練掌握，從而在變壓器發(fā)生故障的時候?qū)收系钠鹨蜃龀鰷?zhǔn)確的排查和判斷，及時提出相應(yīng)的解決方法，以保證變壓器的正常運行。

1 變壓器故障分析

1.1 變壓器油色譜分析

某火電廠一機(jī)組的主變壓器型號為SFP7-360000/220Y，它是一臺采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷低損耗的變壓器。該變壓器自投運以來運行參數(shù)一直正常，年度預(yù)防性試驗均合格。某年在進(jìn)行例行的預(yù)防性試驗的過程中發(fā)現(xiàn)其色譜分析總烴嚴(yán)重超標(biāo)，在測試中，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)乙烯超標(biāo)是色譜分析超標(biāo)的主導(dǎo)因素，變壓器進(jìn)行油耐壓試驗的平均值是41.9 kV，較上年數(shù)據(jù)下降了15.1 kV。技術(shù)人員隨即便對變壓器進(jìn)行油色譜試驗分析跟蹤。

通過試驗結(jié)果得到：主要氣體：CH4、 C2H4，次要氣體：C2H6、H2，由此可判斷出變壓器存在過熱性故障。

1.2 分析故障的程度

通過對故障的分析，綜合以往的經(jīng)驗，當(dāng)烴的總量超過了規(guī)定的警戒值的時候，通過采集分析計算出油中溶解的絕對以及相對氣體率的含量，接著就可以判斷出變壓器故障的嚴(yán)重程度。當(dāng)故障還處于逐漸發(fā)展的階段時，技術(shù)人員需要通過計算產(chǎn)氣率來更加準(zhǔn)確的判斷故障。而目前比較常見的方法就是使用絕對產(chǎn)氣速率。

第三項脫氣處理之后，到第五項進(jìn)行投放，得出的絕對產(chǎn)氣率是：

Ya=

注：式中的Ya為絕對產(chǎn)氣率，其單位為mL/h；

G為中的油量，其單位是t；

d為油的比重，其單位是t/m3。

倒數(shù)第四項到倒數(shù)第三項的絕對產(chǎn)氣率是34.7 mL/h。

通過以上的計算，我們可以通過查找規(guī)范手冊明確的得出實際絕對產(chǎn)氣率比警戒值高0.5 mL/h，這一結(jié)果的產(chǎn)生說明了變壓器內(nèi)部發(fā)生了故障，而且故障的性質(zhì)是迅速且?guī)в袩鄣倪^熱性故障。

1.3 故障的類型與性質(zhì)

技術(shù)人員知道，四比值法可以反映熱分解的溫度范圍，三比值法可以幫助技術(shù)人員找出故障發(fā)生的氣體組份與故障的關(guān)系。當(dāng)三比值編碼等于022的時候，說明了變壓器存在高于700攝氏度的過熱性故障。而四比值編碼的值等于02D2的時候，則說明了導(dǎo)電回路中存在著過熱性的故障。

通過以上的分析可以看出，總烴含量嚴(yán)重超標(biāo)，而且C2H4、CH4是總烴超標(biāo)的主導(dǎo)，不過C2H4為0，說明了是CH4超標(biāo)導(dǎo)致故障，并且屬于導(dǎo)電回路故障，而且可以確定是發(fā)生了過熱性故障，所以基本上排出了放電性故障產(chǎn)生問題的可能性。而計算求得絕對產(chǎn)氣率遠(yuǎn)大于注意值，需要引起技術(shù)人員的密切注意，因為故障的發(fā)生十分迅速，潛在威脅的很大。

根據(jù)以往的經(jīng)驗我們知道總烴的量大于三倍的注意值得時候，總烴的產(chǎn)氣率大于警戒值的三倍的時候，說明了變壓器內(nèi)部發(fā)生了迅速而且嚴(yán)重的故障，需要及時采取必要的補(bǔ)救措施來解決問題，必要時候尚應(yīng)進(jìn)行吊鐘罩檢查檢修。

1.4 故障部位的分析

為了更加準(zhǔn)確具體地判斷故障發(fā)生的細(xì)節(jié)，技術(shù)人員進(jìn)行了該變壓器的油微水、介損、變比、空載狀態(tài)下低壓側(cè)三相電壓平衡試驗。綜合分析，確定故障不可能是潮氣入侵導(dǎo)致變壓器內(nèi)匝間發(fā)生短路的結(jié)論。

通過對強(qiáng)迫油循環(huán)的檢測，發(fā)現(xiàn)運行時電流和聲音是正常的，故排除了潛油泵發(fā)生故障、濾網(wǎng)堵塞等引起的油中氣體含量驟增的可能性。

1.5 變壓器直流電阻測試結(jié)果

隨后技術(shù)人員又對變壓器繞組直流電阻進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)結(jié)果同出廠報告相比，三相直流電阻的不平衡度較大。

盡管三相電阻不平衡，工作人員在切換變壓器分接開關(guān)時，各項的誤差變化變得一致，也就是說，影響平衡系數(shù)的因素中，切換分接開關(guān)不是主要的，這就說明了造成變壓器故障的主要原因并不是出在分接開關(guān)上。

技術(shù)人員結(jié)合運行狀態(tài)下，通過紅外線測溫儀對高壓套管導(dǎo)電頭處以及變壓器油箱的測試沒有發(fā)現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，在所有的試驗測試與分析之后，得出了結(jié)果：由之前的試驗可知，變壓器內(nèi)部存在有瞬時700℃的高溫，屬于導(dǎo)電回路過熱性故障，且故障發(fā)生的速度相當(dāng)快，而且發(fā)展也很迅速，有可能是高壓套管中發(fā)生了接觸不良、套管內(nèi)均壓球內(nèi)側(cè)的銅管引線的絕緣被破壞所導(dǎo)致的。

2 變壓器故障解決方法

通過對變壓器的吊鐘罩檢修，發(fā)現(xiàn)C相套管頂部的導(dǎo)電密封頭底座和引線接頭燒結(jié)在了一起，C相引線附近發(fā)生了過熱性碳化現(xiàn)象，銅引線斷了5根，C相和A相套管下端都有大面積灼傷以及絕緣帶碳化的現(xiàn)象。技術(shù)人員把C相套管拆下來后，在擰導(dǎo)電頭的時候，套管里的每一個銅管都在轉(zhuǎn)動，這說明了定位螺母已經(jīng)融合在一起，密封墊圈以及密封環(huán)都已經(jīng)無法更換。C相套管內(nèi)部的絕緣油的顏色呈現(xiàn)紅色，說明其已經(jīng)碳化，C相套管必須全部進(jìn)行更換。

通過對高壓側(cè)直流電阻值的分析，變壓器吊鐘罩后，更換了A、C兩相的引線，并縮短了20 cm，用銅接頭壓接，用磷銅灌澆，然后進(jìn)行焊接。把引線用兩層皺紙包裹，然后再用白布帶包裹一層，繞向和導(dǎo)線方向相反。因為B相的絕緣處一開始僅僅有一層白布帶進(jìn)行包扎，有許多地方露銅，因此進(jìn)行了重新包扎，接著更換C相套管和A相套管絕緣油。通過此方法，變壓器油經(jīng)真空濾油機(jī)進(jìn)行加熱過濾，脫氣96 h后，進(jìn)行完整的電氣試驗和油分析試驗，均正常。

機(jī)組啟動該變壓器投入運行后，一切參數(shù)正常，徹底解決了相關(guān)問題。

3 結(jié)語

發(fā)電廠主變壓器等高壓油浸變壓器發(fā)生故障時，采用油色譜分析和電氣試驗相結(jié)合的手段，結(jié)合以往歷史數(shù)據(jù)，再與本次試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，能夠準(zhǔn)確地判斷變壓器故障發(fā)生的原因，找出解決問題的方法，從而保證設(shè)備的正常安全運行。

參考文獻(xiàn)

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