某電廠油浸式變壓器油位異常分析

摘要：電廠主變壓器主要為油浸式變壓器，日常運(yùn)行中需對(duì)其進(jìn)行巡檢，保證其進(jìn)行安全、穩(wěn)定運(yùn)行。其中變壓器儲(chǔ)油柜油位是巡檢過程中的檢查項(xiàng)目之一，變壓器儲(chǔ)油柜油位過高、過低均會(huì)影響變壓器運(yùn)行的可靠性。某4×300 MW電廠#1機(jī)組主變壓器運(yùn)行中出現(xiàn)油位異常偏低的現(xiàn)象，通過排查，查明了#1主變壓器油位異常偏低的原因，采取相應(yīng)措施后，問題得以解決。

關(guān)鍵詞：主變壓器;油浸式變壓器;油位異常;儲(chǔ)油柜

0 引言

變壓器種類眾多，它是實(shí)現(xiàn)電壓升、降及電能傳輸?shù)鹊闹匾O(shè)備，一旦發(fā)生故障，將會(huì)造成供電中斷[1-2]。變壓器油主要起到絕緣、散熱和消弧的作用[3]，儲(chǔ)油柜是油浸式變壓器的重要組成部分，它可在變壓器高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，吸收變壓器本體多余的絕緣油;在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，將多余的絕緣油補(bǔ)回變壓器本體[4]。若儲(chǔ)油柜油位過高，變壓器過負(fù)荷運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致絕緣油溢流、儲(chǔ)油柜內(nèi)氣體壓力升高;若儲(chǔ)油柜油位過低，會(huì)誘發(fā)變壓器內(nèi)的氣體繼電器報(bào)警甚至導(dǎo)致變壓器跳閘[5]。因此，巡檢人員在日常巡檢時(shí)，檢查變壓器儲(chǔ)油柜的油位十分重要。

1 設(shè)備概況

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(hào)為SFP9-370000/220GY三相油浸式戶外變壓器，共有4組冷卻器，其中2組運(yùn)行、1組輔助、1組備用，當(dāng)冷卻器油泵和風(fēng)扇電機(jī)全部停止運(yùn)行時(shí)：（1）變壓器油溫未達(dá)到75 ℃，延時(shí)60 min跳閘;（2）油溫達(dá)到75 ℃，延時(shí)20 min跳閘。儲(chǔ)油柜配套的鐵磁式油位計(jì)設(shè)計(jì)有高、低油位輸出節(jié)點(diǎn)，只能就地巡檢時(shí)對(duì)比相同工況才能發(fā)現(xiàn)油位異常情況。#1機(jī)主變壓器相關(guān)技術(shù)規(guī)范如表1所示。

2 油位異?，F(xiàn)象

該電廠已投產(chǎn)十余年，于2019年迎峰度夏階段，機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，在相同環(huán)境溫度和相同負(fù)荷條件下，#1機(jī)組主變壓器油位顯示比同等工況下異常偏低。在每日環(huán)境溫度最高、機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，#1機(jī)組主變壓器就地鐵磁式油位計(jì)指示低于正常刻度以下，巡檢人員記錄每日不同工況下油位并上報(bào)專業(yè)負(fù)責(zé)人，但變壓器上層油溫度、繞組溫度均在合格范圍內(nèi)。

3 原因分析及處理經(jīng)過

3.1? ? 原因分析

巡檢人員發(fā)現(xiàn)#1機(jī)組主變壓器油位偏低后，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，未出現(xiàn)滲油現(xiàn)象;檢查主變壓器各焊縫處也未出現(xiàn)滲油現(xiàn)象;通過查閱最近的一次檢修記錄發(fā)現(xiàn)，#1機(jī)組主變壓器同工況下油位正常：160 MW時(shí)5.2格，200 MW時(shí)5.4格，300 MW時(shí)5.6格（從儲(chǔ)油柜底部開始計(jì)），可排除上一次檢修時(shí)注油偏低的原因。為檢查油位低的原因，#1機(jī)組在2019年年度檢修時(shí)停機(jī)排查了油位低的原因。停機(jī)后就地通過對(duì)儲(chǔ)油柜進(jìn)行緩慢排油檢查鐵磁式油位計(jì)是否發(fā)生故障，在儲(chǔ)油柜緩慢排油的過程中油位計(jì)讀數(shù)有變化。綜上所述，可判斷是儲(chǔ)油柜內(nèi)浮球、連桿、膠囊發(fā)生故障導(dǎo)致主變壓器儲(chǔ)油柜液位偏低。

檢修人員利用透明的塑料軟管，通過連通器的原理對(duì)主變壓器儲(chǔ)油柜實(shí)際油位進(jìn)行測量，具體方法如下：將塑料軟管的一端接于主變壓器底部的取樣門上，另一端固定在主變壓器儲(chǔ)油柜頂端，保持垂直狀態(tài)，測得#1機(jī)組主變壓器油位高度為420 mm，與上一次檢修后的油位對(duì)比偏低60 mm，實(shí)際液位確實(shí)偏低。

現(xiàn)場儲(chǔ)測量儲(chǔ)油柜連桿長度為1 156 mm，無變形，儲(chǔ)油柜內(nèi)浮球完好無損。檢修人員對(duì)#1機(jī)組主變壓器進(jìn)行熱油循環(huán)工作后，在對(duì)油枕排氣時(shí)發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)油柜內(nèi)膠囊不能保壓。通過觀察儲(chǔ)油柜頂部排氣孔，發(fā)現(xiàn)油面出現(xiàn)持續(xù)冒氣泡的現(xiàn)象，油面起伏波動(dòng)，可清晰聽到儲(chǔ)油柜內(nèi)的油流聲，當(dāng)關(guān)閉膠囊充氣瓶減壓閥后，儲(chǔ)油柜內(nèi)油位出現(xiàn)緩慢下降現(xiàn)象。根據(jù)上述現(xiàn)象，可初步判斷#1機(jī)組主變壓器油枕內(nèi)部的膠囊破損漏氣是導(dǎo)致油位異常降低的原因。為進(jìn)一步明確原因，對(duì)#1機(jī)組主變壓器儲(chǔ)油柜排油，拆除儲(chǔ)油柜內(nèi)的膠囊。將拆除的膠囊進(jìn)行充氣，檢查其保壓情況，發(fā)現(xiàn)膠囊底部有一道約70 mm的裂痕。

3.2? ? 處理經(jīng)過

更換#1機(jī)組主變壓器儲(chǔ)油柜內(nèi)膠囊后，根據(jù)廠家給的主變壓器油位-油溫曲線，對(duì)#1機(jī)組主變壓器儲(chǔ)油柜進(jìn)行注油，儲(chǔ)油柜注油后油位高度為490 mm，通過查閱變壓器設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)公式（1）計(jì)算出注油后油位讀數(shù)為365 mm，而就地磁翻板油位計(jì)讀數(shù)顯示為340 mm，檢修人員對(duì)油位計(jì)進(jìn)行微調(diào)后，油位計(jì)讀數(shù)顯示為360 mm左右。注油完成后，對(duì)#1機(jī)組主變壓器儲(chǔ)油柜內(nèi)的膠囊充氣，隨后檢查更換后的膠囊、儲(chǔ)油柜及各連接管道氣密性是否合格，通過觀察油面無起伏波動(dòng)、無氣泡冒出、油位無下降后，確認(rèn)其氣密性良好。最后對(duì)主變內(nèi)的絕緣油進(jìn)行熱油循環(huán)、儲(chǔ)油柜排氣、取油樣化驗(yàn)、靜置72 h做油色譜分析等工作，完成了#1機(jī)組主變壓器A相儲(chǔ)油柜內(nèi)膠囊的更換工作，問題得以解決。

4 防范措施

本文針對(duì)#1機(jī)組主變壓器油位偏低異常事件，提出如下防范措施：當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器某相油位異常偏低時(shí)，巡檢人員應(yīng)觀察其呼吸器的工作情況，并與其他兩相變壓器的呼吸器進(jìn)行對(duì)比分析，查明原因;嚴(yán)格執(zhí)行定期巡檢工作，對(duì)主變壓器的絕緣油進(jìn)行取樣化驗(yàn)分析，通過化驗(yàn)結(jié)果可發(fā)現(xiàn)絕緣油品質(zhì)有無劣化;就地液位計(jì)與同工況下記錄出現(xiàn)偏差時(shí)，檢查是否存在漏油現(xiàn)象，再判斷油位計(jì)是否有故障;對(duì)于新投運(yùn)或檢修后的主變壓器油位計(jì)顯示問題，應(yīng)通過對(duì)儲(chǔ)油柜緩慢排油檢查油位計(jì)顯示的正確性。

5 結(jié)語

該電廠發(fā)生的#1機(jī)組主變壓器油位異常偏低事件，是儲(chǔ)油柜內(nèi)膠囊破損所致。同時(shí)，膠囊破損還導(dǎo)致空氣與變壓器絕緣油直接接觸，隨著時(shí)間的積累會(huì)使絕緣油劣化，影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)此次事件，該廠已將#2、#3、#4機(jī)組主變壓器儲(chǔ)油柜內(nèi)浮球、連桿、膠囊檢查工作列入了檢修計(jì)劃中。

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收稿日期：2020-10-08

作者簡介：李旭（1984—），男，云南曲靖人，助理工程師，主要從事發(fā)電廠電氣運(yùn)行管理工作。