某電廠油浸式變壓器壓力釋放閥動作異常分析

摘要：壓力釋放閥是油浸式變壓器的重要組成部分，為保證變壓器安全穩(wěn)定運行，變壓器壓力釋放閥動作檢查及保護(hù)裝置巡檢被列為檢查的重點項目。變壓器內(nèi)部故障時，會產(chǎn)生大量氣體，引起壓力釋放閥動作，同時還會伴隨保護(hù)動作，如差動、瓦斯保護(hù)等。如果變壓器內(nèi)部故障，需對變壓器油中溶解氣體進(jìn)行分析，排除內(nèi)部故障的其他可能原因。針對某4×300 MW電廠#1機(jī)組主變壓器運行中發(fā)變組保護(hù)裝置發(fā)出壓力釋放報警信號的異?，F(xiàn)象，通過分析，查明了#1主變壓器壓力釋放報警的原因，并采取了相應(yīng)措施，問題得以解決。

關(guān)鍵詞：主變壓器;壓力釋放閥動作;壓力釋放;電氣設(shè)備

0 引言

電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一，其內(nèi)部一旦發(fā)生電氣放電短路故障，會產(chǎn)生電弧，電弧的高溫能夠分解變壓器絕緣油而產(chǎn)生大量氣體[1]。這些氣體將使油箱內(nèi)部壓力急劇增大，由于變壓器絕緣油具有不可壓縮性，因此如果在幾毫秒之內(nèi)不能及時釋放這個巨大的內(nèi)部壓力，將可能使油箱破裂或釀成火災(zāi)事故。而變壓器壓力釋放裝置能夠有效解決這一問題，壓力釋放裝置一旦動作，就應(yīng)該立即分析動作原因，進(jìn)而做出及時有效的處理，防止異常現(xiàn)象發(fā)展為事故，減少對電網(wǎng)及設(shè)備造成的影響或損失，保障機(jī)組安全運行。因此，日常巡檢時，檢查變壓器壓力釋放閥動作情況及保護(hù)裝置運行情況十分重要[2]。

油浸式變壓器的壓力保護(hù)裝置為壓力釋放閥，通常安裝在油浸式變壓器油箱的上壁或側(cè)壁上，安裝位置的油壓由彈簧結(jié)構(gòu)感應(yīng)，當(dāng)壓力釋放閥安裝位置的油壓超過其開啟壓力時，將及時打開壓力釋放閥，通過排出高壓絕緣油釋放油箱內(nèi)油壓;當(dāng)油箱內(nèi)壓力降至壓力釋放閥關(guān)閉壓力時，壓力釋放閥自動關(guān)閉，保持油箱密封。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，容量800 kVA以上的變壓器應(yīng)設(shè)置壓力保護(hù)裝置。根據(jù)長期運行實踐結(jié)果，壓力釋放閥成功保護(hù)了數(shù)以萬計的變壓器油箱，避免了油箱內(nèi)部油壓突然升高導(dǎo)致的變壓器損壞，所以油浸式變壓器的壓力保護(hù)裝置起到了舉足輕重的作用[3]。

1 設(shè)備概述

某4×300 MW電廠#1機(jī)組主變壓器是國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的型號為SFP9-370000/220GY的三相油浸式強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，在變壓器頂部左右側(cè)安裝有兩個同型號（YSF4Ⅱ-55/130KJTH）的壓力釋放裝置，如圖1所示。C柜主變壓力釋放動作于信號，相應(yīng)的跳閘壓板退出[4]。主變壓器壓力釋放閥技術(shù)規(guī)范如表1所示，自1996年運行至今，各參數(shù)及指標(biāo)正常。主變壓器相關(guān)技術(shù)規(guī)范如表2所示。

2 壓力釋放閥異?，F(xiàn)象

該電廠已投產(chǎn)二十余年，2020年6月20日，#1機(jī)組負(fù)荷200 MW，發(fā)變組保護(hù)C柜發(fā)“#1主變壓力釋放”報警，變壓器本體壓力釋放閥處檢查無滲油、噴油現(xiàn)象，同時瓦斯保護(hù)未動作，#1主變油位指示計5.8格，油面溫度46 ℃，繞組溫度49 ℃，#1主變運行聲音平穩(wěn)，呼吸器工作正常，紅外成像檢查未發(fā)現(xiàn)異常過熱現(xiàn)象[5]。隨后聯(lián)系化學(xué)專業(yè)取油樣做色譜分析未見異常，油樣分析結(jié)果統(tǒng)計表如表3所示。

2020年6月21日，壓力釋放動作信號自動消失。

3 原因分析及處理經(jīng)過

3.1? ? 原因分析

發(fā)現(xiàn)#1主變壓器保護(hù)裝置C柜發(fā)“壓力釋放”報警后，立即組織專業(yè)人員現(xiàn)場排查。檢查主變壓器各處連接螺栓均緊固，無滲油現(xiàn)象[6];檢查主變壓器各焊縫處也未出現(xiàn)滲油現(xiàn)象;變壓器本體壓力釋放閥處檢查無滲油、噴油現(xiàn)象，同時瓦斯保護(hù)未動作，#1主變油位指示計5.8格，油面溫度46 ℃，繞組溫度49 ℃，#1主變運行聲音平穩(wěn)，呼吸器工作正常。

（1）通過查閱最近的一次檢修記錄發(fā)現(xiàn)，#1機(jī)組主變壓器2018年度A級檢修時吊罩，更換過油箱油枕，結(jié)合現(xiàn)場溫度/油位曲線對比，油位5.8格符合溫度/油位曲線，排除主變油枕氣體進(jìn)入的可能。

（2）檢查發(fā)變組保護(hù)裝置校驗記錄及試驗報告，發(fā)變組保護(hù)裝置運行可靠，排除發(fā)變組保護(hù)裝置誤發(fā)信號的可能。

（3）雖然壓力釋放閥動作，但未見噴油，同時瓦斯保護(hù)沒有動作，油色譜分析正常，從這些數(shù)據(jù)可判斷變壓器內(nèi)部沒有發(fā)生放電故障[7]。

（4）變壓器所有參與油循環(huán)的閥門全部在正常位置，排除了油路循環(huán)不暢的可能。

（5）#1主變冷卻器運行方式：負(fù)荷160 MW，第一、第四組風(fēng)扇運行，第二組風(fēng)扇投備用，第三組風(fēng)扇投輔助。因此，冷卻器投入數(shù)量不足不會使變壓器頂部油溫僅為46 ℃時壓力釋放閥動作。

3.2? ? 處理經(jīng)過

為調(diào)查壓力釋放閥動作的原因，在2020年#1機(jī)組臨停消缺時拆除#1主變頂部左右側(cè)壓力釋放閥進(jìn)行壓力動作校驗，左側(cè)壓力釋放閥動作整定值56.7 kPa，右側(cè)壓力釋放閥動作整定值55.8 kPa，在試驗過程中送保護(hù)裝置用信號開關(guān)接點有信號開出情況，但壓力釋放閥未動作。綜上所述，壓力釋放閥于1996年投產(chǎn)至今，使用年限過長，信號發(fā)出不可靠，為此次壓力釋放閥動作的原因[8]。

更換#1機(jī)組主變壓器左右側(cè)壓力釋放閥并完成動作整定，2020年10月開機(jī)至今，#1主變運行平穩(wěn)，未發(fā)生壓力釋放閥動作情況，問題得以解決[9]。

4 防范措施

針對#1主變壓器壓力釋放閥信號誤開出的情況，提出如下防范措施：結(jié)合油溫/油位曲線、負(fù)載/油位曲線等做好分析比對，及時掌握設(shè)備運行狀況;加強(qiáng)巡檢質(zhì)量，注意檢查變壓器聲音、冷卻器運行情況等，若有異常查明原因;嚴(yán)格執(zhí)行定期工作，對主變壓器的絕緣油進(jìn)行取樣化驗分析，通過化驗結(jié)果可發(fā)現(xiàn)變壓器運行情況及內(nèi)部有無異常放電;定期檢查校驗壓力釋放閥動作值，確保裝置可靠[10]。

5 結(jié)語

該電廠發(fā)生的#1機(jī)組主變壓器壓力釋放閥信號誤開出事件，是壓力釋放閥使用年限過長所致。隨著時間的積累，壓力釋放閥性能會變差，影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定運行。針對此次事件，該廠已將#2、#3、#4機(jī)組主變壓器壓力釋放閥檢查工作列入了檢修計劃。希望此次事件能給同行帶來一定的啟示。

[參考文獻(xiàn)]

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[8] 韓強(qiáng)，劉劍，李錦龍.變壓器壓力釋放閥保險沒拆除引起故障[J].電世界，2018，59（2）：32-33.

[9] 李琳，劉亞榮.油浸式電力變壓器壓力釋閥故障分析[J].中國科技信息，2010（2）：120.

[10] 單鵬.壓力釋放閥的設(shè)計[J].變壓器，1991（10）：14-17.

收稿日期：2021-06-21

作者簡介：胡暢煒（1983—），男，云南曲靖人，助理工程師，主要從事發(fā)電廠電氣運行工作。