淺談強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器的瓦斯保護(hù)動(dòng)作原因

安利凱

（本鋼板材股份有限公司能源總廠，遼寧 本溪 117000）

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淺談強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器的瓦斯保護(hù)動(dòng)作原因

安利凱

（本鋼板材股份有限公司能源總廠，遼寧 本溪 117000）

摘 要：在電力系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，變壓器出現(xiàn)瓦斯保護(hù)動(dòng)作是一類典型故障。變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原理基本一致。但其中各類細(xì)致的原因不盡相同。本文結(jié)合本鋼濱河變電所6號(hào)主變重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘故障，分析并總結(jié)了變壓器瓦斯保護(hù)產(chǎn)生的幾種典型原因，總結(jié)動(dòng)作原理，提升認(rèn)識(shí)，采取相對(duì)應(yīng)措施，進(jìn)而保障此類變壓器穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)迫油循環(huán)；變壓器；瓦斯保護(hù)；原因；措施

0. 前言

變壓器是供配電系統(tǒng)單元中主要的電類設(shè)備之一，其在發(fā)電廠和變電站當(dāng)中的作用不可替代。在變壓器的運(yùn)行過(guò)程中，由于受到銅損和鐵損等因素影響便會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱，而這種熱量的產(chǎn)生會(huì)直接影響到變壓器當(dāng)中絕緣材料的性能和使用壽命。為了避免或減少發(fā)熱所帶來(lái)的一系列不利因素，采用恰當(dāng)?shù)睦鋮s方式成為變壓器運(yùn)行不可缺少的環(huán)節(jié)。在諸多冷卻方式中，采取強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷是實(shí)現(xiàn)變壓器冷卻方式較為經(jīng)濟(jì)且有效的一種。強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器應(yīng)用較為普及，更為深入掌握其相關(guān)性能十分必要。

1. 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器及瓦斯保護(hù)工作原理

1.1 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器冷卻原理。強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器的冷卻原理是采取一種動(dòng)力循環(huán)裝置將變壓器中的熱油抽出，并強(qiáng)制打入冷卻器中。冷卻器采用風(fēng)冷形式，多為風(fēng)扇吹風(fēng)散熱方式，在經(jīng)過(guò)冷卻器后，油進(jìn)入變壓器底部，在經(jīng)過(guò)鐵芯和繞組時(shí)將銅損和鐵損產(chǎn)生的熱量帶走，采取該方式冷卻比自然對(duì)流效率提高近3倍，進(jìn)而使得變壓器在許可溫度下運(yùn)行。這種運(yùn)行冷卻方式還可以提升變壓器容量近30%。

1.2 瓦斯保護(hù)工作原理。變壓器的瓦斯保護(hù)是當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，受到故障點(diǎn)電流和電弧等作用因素影響，變壓器中的絕緣油會(huì)與其他絕緣材料在局部產(chǎn)生受熱現(xiàn)象進(jìn)而分解產(chǎn)生一些氣體。由于氣體密度小，單位質(zhì)量較輕，產(chǎn)生的這些氣體就會(huì)由油箱向油枕的上部流去。受故障程度的影響，氣體的產(chǎn)生量也不相同，一旦故障嚴(yán)重，大量和劇烈的氣體就會(huì)使得繼電器產(chǎn)生接點(diǎn)動(dòng)作，進(jìn)而發(fā)出報(bào)警信號(hào)或自動(dòng)切除變壓器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)變壓器的作用。

2. 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器瓦斯保護(hù)典型故障經(jīng)過(guò)及原因

2.1 故障經(jīng)過(guò)。2014年本鋼濱河變電所6號(hào)主變重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘。事故發(fā)生后，站所值班人員立即對(duì)變壓器進(jìn)行外觀檢查，經(jīng)查無(wú)明顯噴油、滲油現(xiàn)象，并對(duì)瓦斯繼電器內(nèi)產(chǎn)生的氣體做點(diǎn)燃試驗(yàn)，氣體不可燃。相關(guān)技術(shù)人員也對(duì)6號(hào)主變做了接觸電阻、搖絕緣等試驗(yàn)，并取油樣進(jìn)行分析，均未查出異常問(wèn)題。因重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，對(duì)變壓器本體的主保護(hù)，未查明原因前，不能強(qiáng)送電，因此在變壓器靜置3小時(shí)以后，發(fā)現(xiàn)3號(hào)風(fēng)機(jī)組顯示出滲油現(xiàn)象。

2.2 事故原因。3號(hào)風(fēng)機(jī)組滲油現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使得故障原因得以分析并查出。經(jīng)分析故障的原因是強(qiáng)油循環(huán)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)散熱管處從縫隙處吸入氣流，大量的氣流上涌、聚集于瓦斯繼電器處，較大速度導(dǎo)致重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。在關(guān)閉通往3號(hào)風(fēng)機(jī)組的上、下?lián)醢搴螅?#主變恢復(fù)運(yùn)行。

3. 變壓器瓦斯保護(hù)產(chǎn)生的幾種典型原因

透過(guò)該起典型故障，暴露出對(duì)強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因認(rèn)識(shí)不足，因而導(dǎo)致不能迅速做出正確判斷，造成延遲6#主變送電時(shí)間。因此，有必要分析探討強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器重瓦斯保護(hù)動(dòng)作原因，以達(dá)到提高值班人員故障判斷的快速性和準(zhǔn)確性。

3.1 變壓器內(nèi)部故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)匝間短路，鐵芯過(guò)熱，分接開(kāi)關(guān)或內(nèi)部接頭接觸不良或燒毀；對(duì)地絕緣擊穿，相間絕緣擊穿都將產(chǎn)生大量的熱能，并使油分解出可燃性氣體，向油枕（儲(chǔ)油柜）方向流動(dòng)，導(dǎo)致重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。此類故障可通過(guò)取油樣分析，得出結(jié)論。

3.2 變壓器的密閉性。該類型故障與文中的典型故障相一致，除風(fēng)冷系統(tǒng)故障外，還有密封墊老化、法蘭結(jié)合面失效、焊接處砂眼等密封性問(wèn)題均會(huì)造成主變進(jìn)氣進(jìn)而產(chǎn)生瓦斯保護(hù)。這類故障歸結(jié)起來(lái)均是由于密封不嚴(yán)導(dǎo)致空氣進(jìn)入進(jìn)而產(chǎn)生瓦斯保護(hù)。這種問(wèn)題一般還會(huì)在新投入運(yùn)行的變壓器由于未經(jīng)真空脫氣時(shí)產(chǎn)生重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。此外冷卻器的操作不當(dāng)例如進(jìn)油閥門誤關(guān)閉，油泵本身故障以及油泵窺視玻璃破裂等都會(huì)給變壓油中的氣體產(chǎn)生影響，進(jìn)而造成變壓器瓦斯動(dòng)作。

3.3 瓦斯繼電器的密封及接線的防水問(wèn)題。大多數(shù)情況下采用圓柱形瓷套管作為瓦斯繼電器的接線端子絕緣，其一般均固定在繼電器頂蓋上的接線盒里。但如果密封不好，在受到外界如淋雨等因素的干擾時(shí)，雨水就會(huì)進(jìn)入接線盒內(nèi)，雨水的進(jìn)入可造成瓦斯繼電器接點(diǎn)的短接，進(jìn)而造成跳閘回路的接通。一旦出口繼電器兩端的電壓達(dá)到其動(dòng)作電壓時(shí)，會(huì)使得變壓器兩側(cè)的斷路器跳閘。因此瓦斯繼電器的密封及接線的防水問(wèn)題也是較為重要的因素之一。

3.4 呼吸系統(tǒng)故障。變壓器呼吸系統(tǒng)故障在一般情況下是由于呼吸系統(tǒng)不順暢，并在一定作用下突然暢通時(shí)，會(huì)使得氣囊中的氣體快速排出到外界。這樣會(huì)導(dǎo)致變壓器油受到高壓氣體因素影響從瓦斯繼電器排入到油枕，產(chǎn)生油流沖擊，產(chǎn)生瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

4. 瓦斯保護(hù)動(dòng)作的預(yù)防

通過(guò)對(duì)變壓器瓦斯保護(hù)產(chǎn)生的幾種典型原因分析，可以得出以下幾種預(yù)防措施：首先要保證瓦斯繼電器連接管上的閥門位置的準(zhǔn)確性，其次就是要通過(guò)各種手段保證變壓器的密封性，無(wú)論各個(gè)環(huán)節(jié)都需要采取可靠的措施得以保證。例如瓦斯繼電器防水罩一定牢固可靠；瓦斯繼電器接線端子處不應(yīng)滲油，且應(yīng)能防止雨、雪、灰塵的侵入，電源及其二次回路要有防水、防油和防凍的措施，并要在春秋二季進(jìn)行防水、防油和防凍檢查以及冷卻裝置運(yùn)行良好。此外變壓器呼吸器處于正常工作狀態(tài)也是預(yù)防瓦斯保護(hù)動(dòng)作的重要環(huán)節(jié)。

結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，供電的安全可靠性更加重要。變壓器的安全運(yùn)行影響電網(wǎng)供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性。從各種角度避免強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器的故障跳閘，成為變電站管理者和技術(shù)人員的必要技能，并成為變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

［1］陳德桂.提高油浸式變壓器瓦斯保護(hù)可靠性的措施［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2014（3）：16-17+19.

中圖分類號(hào)：TM41

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