220KV變電站主變大修可行性研究

邢艷榮 秦佳偉

(1.內(nèi)蒙古烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力系,內(nèi)蒙古烏海 016000;2.內(nèi)蒙古君正能源化工股份有限公司,內(nèi)蒙古烏海 016000)

220KV變電站主變大修可行性研究

邢艷榮1秦佳偉2

(1.內(nèi)蒙古烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力系,內(nèi)蒙古烏海 016000;2.內(nèi)蒙古君正能源化工股份有限公司,內(nèi)蒙古烏海 016000)

某變電站#1主變已運(yùn)行10年,10年來(lái)該變壓器低壓側(cè)曾發(fā)生短路、接地事故多起。曾委托我單位的對(duì)變壓器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)和繞組變形試驗(yàn),試驗(yàn)表征為該變壓器可能發(fā)生繞組移位變形現(xiàn)象,再加上電力行業(yè)相關(guān)要求,運(yùn)行滿(mǎn)10年的變壓器應(yīng)該進(jìn)行本體大修。

主變大修 局部放電試驗(yàn) 繞組變形試驗(yàn) 本體大修

某變電站#1主變型號(hào)為SFPZ10-150000/220三相風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器,2004年6月投入運(yùn)行至今已運(yùn)行十年,運(yùn)行十年來(lái),變壓器低壓側(cè)近端共發(fā)生相間短路4起,遠(yuǎn)端發(fā)生相間短路4起、單相接地事故10起,由于這臺(tái)變壓器可能發(fā)生過(guò)多次突發(fā)短路,2012年11月7日委托我單位對(duì)#1主變做了局部方電試驗(yàn)和繞組變形試驗(yàn),主變的低壓繞組b、c相可能有位移變形,平衡繞組c相有繞組扭曲變形和鼓包的可能?！峨娏ψ儔浩鳈z修導(dǎo)則》DLT 573-2010電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求：變壓器在投入運(yùn)行10年后應(yīng)進(jìn)行大修。

1 主變概況

變電站220KV系統(tǒng)接線(xiàn)方式采用單電源進(jìn)線(xiàn),由發(fā)電事業(yè)部253線(xiàn)路供電。220KV母線(xiàn)采用單母接線(xiàn)方式,變電站兩臺(tái)變壓器,#1主變?nèi)萘繛?50MVA。

變電站#1主變型號(hào)為SFPZ10－180000/220三相風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器。2004年6月投入運(yùn)行,負(fù)荷為實(shí)業(yè)公司的8臺(tái)12．5MVA硅鐵爐及I期、II期電石爐公用廠用設(shè)施,變壓器負(fù)荷率為80%。

圖1 變電站主接線(xiàn)方式

圖2 變電站#1主變

圖3 主變高壓側(cè)三相頻響特性曲線(xiàn)

2 主變運(yùn)行工況

變電站#1變壓器最大有功負(fù)荷為105MW,無(wú)功負(fù)荷為60Mvar,最大負(fù)荷率為80%。運(yùn)行九年來(lái),變壓器低壓側(cè)近端共發(fā)生相間短路4起,遠(yuǎn)端發(fā)生相間短路4起、單相接地事故10起。

歷年對(duì)變壓器進(jìn)行常規(guī)性高壓預(yù)防試驗(yàn)、油色譜分析、油質(zhì)分析等各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均在合格范圍內(nèi),試驗(yàn)數(shù)據(jù)與往年數(shù)據(jù)相比也無(wú)較大變化,初步判斷變壓器各部位絕緣狀態(tài)良好。根據(jù)該廠提供的變壓器運(yùn)行情況及低壓側(cè)出口相間短路情況分析,建議該廠進(jìn)行變壓器頻響特性試驗(yàn)、低電壓短路阻抗試驗(yàn)、感應(yīng)耐壓試驗(yàn)帶局部放電測(cè)量等相關(guān)試驗(yàn),以判斷變壓器低側(cè)繞組線(xiàn)圈是否發(fā)生縱向或橫向變形。

表1 主變局放試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖4 主變低壓側(cè)三相頻響特性曲線(xiàn)

圖5 主變平衡繞組頻響特性曲線(xiàn)

3 主變?cè)囼?yàn)情況

(1)局部放電試驗(yàn);2012年11月7日#1主變做了相關(guān)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表1。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)解釋?zhuān)?20kV變電站1號(hào)主變壓器在1．3Um/(189kV)的測(cè)量電壓下,視在局部放電量的連續(xù)水平不大于300pC,1號(hào)主變壓器局部放電測(cè)量結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

(2)繞組變形試驗(yàn);繞組變形試驗(yàn)是在較高頻率的電壓下,變壓器的每一個(gè)繞組均視為一個(gè)由線(xiàn)性電阻、電感、電容等分布參數(shù)構(gòu)成的無(wú)源性雙口網(wǎng)絡(luò),其內(nèi)部特性可通過(guò)傳遞函數(shù)描述如果繞組發(fā)生變形,繞組內(nèi)部的電感、電容等參數(shù)必然改變,導(dǎo)致等效網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)發(fā)生變化,使網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性發(fā)生變化。用頻率響應(yīng)分析法檢測(cè)變壓器繞組變形,是通過(guò)檢測(cè)變壓器各個(gè)繞組的幅頻響應(yīng)特性,并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行縱向或橫向比較,根據(jù)幅頻響應(yīng)特性的差異,判斷變壓器可能發(fā)生的繞組變形。（如圖3-圖5）

試驗(yàn)數(shù)據(jù)解釋?zhuān)褐髯兏邏簜?cè)三相繞組頻率響應(yīng)曲線(xiàn)橫向比較低頻段A、B相低于規(guī)程要求,中頻段及高頻段都高于規(guī)程要求;低壓側(cè)三相繞組頻率響應(yīng)曲線(xiàn)橫向比較中頻段A、C相低于規(guī)程要求,低頻段及高頻段均高于規(guī)程要求;平衡繞組側(cè)三相繞組頻率響應(yīng)曲線(xiàn)橫向比較低頻段AB、CA相及BC、CA相低于規(guī)程要求,中頻段及高頻段都高于規(guī)程要求。

4 主變大修必要性研究

220kV變電站1號(hào)主變壓器受短路沖擊后,停電作進(jìn)一步的試驗(yàn)檢查：首先對(duì)變壓器油做色譜分析,結(jié)果正常;隨后進(jìn)行變壓器全面的電氣試驗(yàn),包括絕緣測(cè)試、變比和直阻等常規(guī)試驗(yàn),測(cè)量結(jié)果正常;1號(hào)主變壓器局部放電測(cè)量結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,三相繞組頻率響應(yīng)曲線(xiàn)數(shù)據(jù)一致性較好,結(jié)合局部放電試驗(yàn)和繞組變形試驗(yàn)結(jié)果,判斷變壓器內(nèi)部線(xiàn)圈開(kāi)路、短路和絕緣損壞的可能性較小。

繞組變形試驗(yàn),從該主變近期繞組變形三相之間的測(cè)試數(shù)據(jù),以及對(duì)比2003年主變出廠時(shí)的圖譜來(lái)看,高壓繞組相關(guān)性較好,低壓繞組b、c相比較差,在100－600kHz范圍內(nèi)諧振峰值發(fā)生改變,可能有位移變形;平衡繞組和c相有關(guān)的圖形在100－600kHz范圍內(nèi)諧振峰值發(fā)生較大改變,個(gè)別諧振峰相位放生了改變,通常預(yù)示著繞組發(fā)生扭曲和鼓包等局部變形現(xiàn)象。

局放試驗(yàn),由于該變壓器的現(xiàn)場(chǎng)局放檢測(cè)與出廠試驗(yàn)下的環(huán)境、施加電壓均不相同,沒(méi)有可比性,因此應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)比較,判斷局放數(shù)據(jù)好壞。該變壓器是變壓器廠較早期(2000年前后)的產(chǎn)品。 根據(jù)用戶(hù)提供的相關(guān)信息,該制造廠的同類(lèi)產(chǎn)品抗短路能力較差,在網(wǎng)運(yùn)行的變壓器多臺(tái)次發(fā)生因突發(fā)短路(短路電流遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))損壞繞組的案例。在其設(shè)計(jì)、制造中有抗短路能力不足的家族性缺陷。

綜上所述,由于這臺(tái)變壓器可能發(fā)生過(guò)多次突發(fā)短路,主變的低壓繞組b、c相可能有位移變形,平衡繞組c相有繞組扭曲變形和鼓包的可能。為了保證變壓器的安全運(yùn)行,消除安全隱患,避免發(fā)生最大事故,建議此臺(tái)變壓器返廠解體檢查。根據(jù)檢查結(jié)果,依據(jù)當(dāng)前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和ABB的設(shè)計(jì)、工藝、材料等規(guī)范對(duì)其重新設(shè)計(jì)制造,進(jìn)行翻新修復(fù),使之滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)變壓器的抗短路能力要求。初步判斷慧通220kV變電站1號(hào)主變壓器低壓側(cè)及平衡繞組輕微變形,但可繼續(xù)運(yùn)行。運(yùn)行期間進(jìn)行正常例行巡視、狀態(tài)監(jiān)督,預(yù)防性試驗(yàn)周期按規(guī)程要求正常執(zhí)行。

5 電力行業(yè)對(duì)變壓器檢修標(biāo)準(zhǔn)的要求

(1)變壓器在投入運(yùn)行10年后應(yīng)進(jìn)行大修。(2)當(dāng)變壓器承受出口短路后,經(jīng)綜合診斷分析,可考慮進(jìn)行吊罩大修。(3)運(yùn)行中的變壓器,當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)或有內(nèi)部故障時(shí)應(yīng)進(jìn)行大修。

6 計(jì)劃變壓器大修檢修項(xiàng)目

6.1 檢修周期

(1)計(jì)劃性檢修時(shí)間約為12—15天工期(需24小時(shí)進(jìn)行檢修)。

(2)故障性檢修周期：若變壓器繞組線(xiàn)圈發(fā)生縱向或橫向變形,變壓器需返廠維修,檢修時(shí)間約為50—60天工期。

6.2 檢修項(xiàng)目

(1)變壓器吊罩檢查繞組、鐵芯;(2)更換變壓器所有密封墊;

(3)更換蝶閥、潛油泵;(4)更換變壓器高壓套管引線(xiàn)接頭;(5)二次控制回路檢查、檢修。

綜上所述,為保證電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行及相關(guān)經(jīng)濟(jì)效益,該廠變電站#1主變的大修工作確需進(jìn)行。

[1]國(guó)家能源局.DL/T573-2010《電力變壓器檢修導(dǎo)則》.中國(guó)電力出版社,2010.

[2]DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》.中國(guó)電力工信部,1996.

[3]國(guó)家電網(wǎng)公司《.電力安全工作規(guī)程》(變電部分)中國(guó)電力出版社,2010.

[4]國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).DL/T838-2003《發(fā)電企業(yè)檢修導(dǎo)則》.中國(guó)電力出版社,2003.

[5]國(guó)家建設(shè)部.GB50150-200《6電氣設(shè)備安裝工程交接驗(yàn)收試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》.2006.