某廠(chǎng)2#主變故障跳閘事故分析

劉常碧

(深圳機(jī)場(chǎng)集團(tuán)動(dòng)力分公司調(diào)度指揮中心，深圳寶安518128)

某廠(chǎng)2#主變是保定天威保變廠(chǎng)生產(chǎn)的S11-63000/110變壓器，具體參數(shù)如表1所示，投運(yùn)年份為2011年6月，至事故發(fā)生時(shí)共運(yùn)行28個(gè)月.

表1 某廠(chǎng)2#變壓器的具體參數(shù)

1 事件簡(jiǎn)要經(jīng)過(guò)

某日，2#機(jī)組負(fù)荷47 MW，2#發(fā)變組保護(hù)屏出現(xiàn)“主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作”“主變重瓦斯動(dòng)作”“主變輕瓦斯動(dòng)作”等保護(hù)動(dòng)作信號(hào)相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作，2#機(jī)組與系統(tǒng)解列，主開(kāi)關(guān)1102跳閘，滅磁開(kāi)關(guān)跳閘，廠(chǎng)用電切換成功.2#機(jī)組發(fā)變組保護(hù)為雙配置，當(dāng)時(shí)A、B柜保護(hù)均發(fā)出“BC相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，非電量保護(hù)C柜發(fā)出“主變重瓦斯動(dòng)作”和“主變輕瓦斯動(dòng)作”信號(hào)，從機(jī)組錄波圖看，主變差動(dòng)動(dòng)作45 ms后主開(kāi)關(guān)1102跳閘，約809 ms發(fā)重瓦斯動(dòng)作，約2 096 ms發(fā)輕瓦斯動(dòng)作，從錄波圖看出是BC相故障導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作切機(jī)，保護(hù)動(dòng)作正確.

2 事件原因分析

2.1 各參數(shù)試驗(yàn)分析

乙炔由零增長(zhǎng)到 165.4 μL/L、總烴由 5.65 μL/L增長(zhǎng)到331.2 μL/L，乙炔和總烴超標(biāo).根據(jù)《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則GB/T 7252-2001》中對(duì)乙炔和總烴產(chǎn)生的故障判斷如表2分析所示.

表2 乙炔和總烴產(chǎn)生的故障分析

根據(jù)分析說(shuō)明油中有電弧產(chǎn)生.《JBT501-2006電力變壓器試驗(yàn)導(dǎo)則》規(guī)定，大型電力變壓器線(xiàn)圈直流電阻測(cè)量是變壓器的一項(xiàng)重要試驗(yàn)，是分析判斷變壓器內(nèi)部導(dǎo)線(xiàn)連接、匝間絕緣情況的常用方法.在后續(xù)測(cè)定高壓線(xiàn)圈直阻時(shí)發(fā)現(xiàn)此值達(dá)54.3%已嚴(yán)重違反了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值不超過(guò)2%的要求，說(shuō)明繞組接頭不良，有匝間短路;測(cè)定高壓側(cè)介損時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)繞組tgδ=0.845，介損超出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(≤0.8)要求，與該變壓器出廠(chǎng)報(bào)告相差較大.變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ值是判斷變壓器油絕緣狀態(tài)的重要參數(shù)之一，當(dāng)絕緣有缺陷時(shí)，油介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ值就有變化.例如變壓器油進(jìn)水受潮、局部放電等缺陷，都會(huì)使油介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ值發(fā)生變化，使變壓器油的絕緣性能降低.因此現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行變壓器油介損試驗(yàn)時(shí)，要求tgδ值不應(yīng)有明顯的增加和下降，即要求tgδ值在歷次試驗(yàn)中不應(yīng)有明顯的變化.從測(cè)定數(shù)據(jù)可知，變壓器內(nèi)部受潮嚴(yán)重;主變低壓側(cè)吸收比K=1.05，偏離技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(≥1.3).從電氣試驗(yàn)測(cè)定的變壓器的絕緣吸收比可知，它等于60 s內(nèi)所測(cè)量的絕緣電阻值與15 s內(nèi)所測(cè)的絕緣電阻值之比，用吸收比可以進(jìn)行一步判斷絕緣是否潮濕、污穢或有局部缺陷.試驗(yàn)導(dǎo)則規(guī)定，在10～30℃時(shí)，35～60 kV繞組不低于1.2，110～330 kV繞組不低于1.3.由參數(shù)可以得出此變壓器內(nèi)部受潮，發(fā)生了電弧放電，并發(fā)生了匝間短路故障.

2.2 變壓器繞組變形試驗(yàn)

根據(jù)變壓器試驗(yàn)規(guī)定，采用頻率響應(yīng)法測(cè)量繞組特征如圖1所示.

圖1 主變繞組變形數(shù)據(jù)

高壓繞組C相的第一個(gè)大波谷向右發(fā)生嚴(yán)重的偏移，第一個(gè)大波峰也向右發(fā)生偏移，波峰與波谷的峰值也有變化，同時(shí)低壓繞組也相應(yīng)地發(fā)生了變化.說(shuō)明C相高壓側(cè)繞組發(fā)生嚴(yán)重的變形，其低壓側(cè)C相也發(fā)生了變形.

2.3 主變壓器解體檢查

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，變壓器內(nèi)部存在C相匝間短路故障，決定對(duì)主變解體檢查.從主變解體檢查發(fā)現(xiàn)如下情況.

1)油枕積水嚴(yán)重.在拆卸與油枕連接的注油管時(shí)有大量的水冒出，油枕解體后發(fā)現(xiàn)油枕底部已積滿(mǎn)了含有雜質(zhì)的水，如圖2、圖3所示.

圖2 油枕低部積水現(xiàn)象

圖3 積水處在瓦斯繼電器

檢查抽真空管與油枕相連接的法蘭處，發(fā)現(xiàn)密封橡膠墊發(fā)生了嚴(yán)重變形，如圖4、圖5所示.

圖4 抽真空管的法蘭拆卸后狀態(tài)

圖5 橡膠墊已發(fā)生嚴(yán)重變形

2)吊罩檢查.從圖6來(lái)看，發(fā)現(xiàn)C相繞組圍屏處燒黑，從圖7來(lái)看檢查發(fā)現(xiàn)變壓器本體與油枕相連的油管正好位于C相繞組高壓側(cè)，即發(fā)生故障的位置.從圖8來(lái)看，C相繞組底部靠最外側(cè)的高壓線(xiàn)圈發(fā)生了匝間短路后出現(xiàn)了斷股現(xiàn)象;從圖9來(lái)看，變壓器底部有積水現(xiàn)象.

圖6 打開(kāi)C相繞組圍屏后狀態(tài)

圖7 本體與油枕相連的油管位置

圖8 線(xiàn)圈出現(xiàn)斷股現(xiàn)象

圖9 變壓器底部積水現(xiàn)象

3 事件原因分析

3.1 直接原因

由于2#主變壓器抽真空管與油枕相連接的法蘭處橡膠墊出現(xiàn)變形，導(dǎo)致密封不良，主變安裝在室外，安裝地處多雨水的地理帶，空氣中的水分及下雨時(shí)的雨水被吸入變壓器油枕里面并慢慢地在里面存積.當(dāng)水達(dá)到一定量后，便經(jīng)油管吸入變壓器本體，由于水進(jìn)入變壓器本體的位置正好位于C相繞組的高壓側(cè)，日積月累，此處帶水的變壓器油絕緣低于正常值.當(dāng)達(dá)到一定程度后便發(fā)生了C相匝相匝間短路，并將導(dǎo)線(xiàn)燒斷出現(xiàn)斷股現(xiàn)象.這是2#號(hào)主變壓器突發(fā)故障的直接原因.

3.2 主要原因

1)電建公司設(shè)備安裝質(zhì)量差導(dǎo)致主變抽真空管與油枕相連接的法蘭處的橡膠墊出現(xiàn)變形，從而出現(xiàn)漏水進(jìn)變壓器的重大缺陷.

2)工程管理人員及監(jiān)理、廠(chǎng)家指導(dǎo)人員對(duì)該變壓器安裝工藝把關(guān)不嚴(yán)，對(duì)油枕相連接的法蘭處的橡膠墊變形缺陷未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而埋下了安全隱患.

3.3 重要原因

1)電建公司工程安裝人員安裝技能和工藝水平差，設(shè)備安裝的質(zhì)量意識(shí)薄弱，責(zé)任心不強(qiáng)，沒(méi)有按照設(shè)備安裝技術(shù)規(guī)定進(jìn)行安裝，存在安裝缺陷.

2)工程管理人員、監(jiān)理公司及廠(chǎng)家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)人員沒(méi)能?chē)?yán)格按照設(shè)備安裝質(zhì)量監(jiān)督管理規(guī)定進(jìn)行安裝質(zhì)量監(jiān)督，沒(méi)能發(fā)現(xiàn)設(shè)備安裝存在的問(wèn)題.

3)變壓器生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)密封墊圈進(jìn)水沒(méi)有引起重視，在設(shè)計(jì)上沒(méi)有進(jìn)行防滲漏設(shè)計(jì).

4)設(shè)備部日常維護(hù)巡查不認(rèn)真，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問(wèn)題.

4 事件暴露的問(wèn)題

1)此次事件充分暴露安裝工藝不規(guī)范引發(fā)主變內(nèi)部匝間短故障帶來(lái)的重大損失，是典型的施工質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的重大設(shè)備損壞事故.

2)變壓器生產(chǎn)廠(chǎng)家理應(yīng)全程指導(dǎo)安裝，對(duì)質(zhì)量全程嚴(yán)格把關(guān).但對(duì)密封墊片安裝時(shí)損壞沒(méi)有發(fā)覺(jué)，屬工程管理人員、監(jiān)理人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督不到位.

3)設(shè)備維護(hù)人員日常維護(hù)巡查不認(rèn)真，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備安全隱患.

5 防止事件重復(fù)發(fā)生的措施

1)利用變壓器停運(yùn)機(jī)會(huì)，對(duì)此型號(hào)的變壓器進(jìn)行全面檢查，及時(shí)消除隱患.

2)加強(qiáng)對(duì)變壓器油色譜試驗(yàn)及分析，嚴(yán)密監(jiān)控在運(yùn)變壓器油質(zhì)變化，出現(xiàn)問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)早處理.

3)加強(qiáng)設(shè)備日常維護(hù)管理，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備存在的缺陷.

4)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備維修技術(shù)的培訓(xùn)，熟悉和掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理和維護(hù)等技能.

5)對(duì)變壓器主變抽真空管與油枕相連接的法蘭處橡膠墊的密封優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)為多重防滲漏結(jié)構(gòu)，這樣可以從源頭解決因?yàn)槊芊獠粐?yán)導(dǎo)致進(jìn)水的問(wèn)題.

［1］羅 菲.110 kV變壓器匝間短路故障電氣試驗(yàn)［J］，黑龍江科技信息，2011(22):32.

［2］劉長(zhǎng)明.某220kV主變壓器介損超標(biāo)原因分析及處理［J］.高電壓技術(shù)，2007(3):178-179.

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