安防之家讯：摘要:文章通过分析安康电厂几起变压器事故原因,阐述了主变在运行中存在的几个事故多发点,提出我厂对主变及其附属设备改造及运行维护的对策。
关键词:主变;色谱分析;高压出线套管;冷却器;主变保护
安康水电厂是目前陕西省已经建成的最大水电站,电站共有四台20万kW机组和一台5.25万kW的机组,总装机容量82.25万kW,在西北电网中担任调频、调峰合事故备用任务。发变组采用单元接线方式,出口电压13.8kV,1#发变组联结至110kV母线;2#、3#、4#发变组联结至330kV母线;330kV与110kV系统通过5#联络变压器联络运行。三回330kV线路通过安-金-柞Ⅰ、Ⅱ线和安-喜-汉-马线与陕西关中主电网联络,5回110kV出线向安康地区电网供电。全部机组已于1992年末全部投入运行。
主变压器是水电厂中重要设备之一,其可靠稳定运行对电力生产有着重要意义,安康水电厂1号主变为240MVA,110/13.8kV、双卷三相升压变压器,2-4号主变为240MVA、330/13.8kV、双卷三相升压变压器,5号主变为180MVA、330/110/10.5kV、三相有载调压变压器。变压器中性点采用常规敞开式设备。我厂的四台主变及5B联络变的安全运行在系统中是非常重要的,关系到电力生产的顺利进行。所以在日常运行中,都应该重点巡回,根据安康水电厂近几年的事故统计,我们发现其中变压器事故占到很大的比重,所以我们必须详细分析其事故原因才能够找出事故多发点的内在规律和缺陷。这有助于我们平时的运行和对事故的控制预防。
1色谱分析异常与处理
2002年2月我厂在进行4号主变定期色谱分析中发现CH4、C2H4、C1+C2增长很快,且C1+C2超过规程要求的注意值。通过对4号主变进行试验发现铁心绝缘为零,变压器空载时测得铁心的接地电流为25A,进一步确定4号主变存在铁心多点接地故障。将变压器油全部排完在现地进人对变压器内部进行了检查。由于条件所限未找到故障点,吊罩后经仔细检查发现A相铁芯柱上端靠近旁轭侧第一硅钢片松动后滑出,并搭接在铁心夹紧件上,构成铁芯多点接地。
这次事故的发生,一方面说明检修水平有待提高;另一方面暴露我厂气体检测分析系统存在缺陷,变压器运行中绝缘油的多起缺陷,因该装置由于安装位置不太合适,处于变压器取油口油管死角,未能可靠报警,存在误报警现象。所以建议改进气体检测分析系统的安装位置。
变压器在运行中,绝缘油和固体绝缘材料在电热的作用下分解产生的各种气体中,对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、氢、一氧化碳、二氧化碳。正常的老化过程产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳,而原有的微量氢气含量基本不变或变化很小,故障情况发生的气体含量与正常的情况不同,油中溶解的气体能有效地发现判断过热或放电型的故障,充油设备不同故障类型产生的气体组合。
各种不同类型的故障产生的气体组分中都有氢气,并且根据不同类型故障和故障发展情况,油中含氢气不同程度地不断积累上升,H2和CO产生是变压器绝缘系统开始裂解的标志。通过检测油中氢气含量,可以预防和发现变压器早期故障。
我厂有三台SSP-240000/330/一台SSP-240000/110型升压变压器和一台OSSPSZ-180000/330联络变压器安装一套加拿大SYROTECInc.制造的HYDRAN20li检测系统,5台主变现地各安装一台201Ti传感器,组成RS-485网络。因该系统装设位置不当,不能正确反应设备障碍,为确保变压器的安全稳定运行,在变压器出现隐患时及时找到故障部位,我认为应该加强我厂变压器在线检测系统,这样可以早期发现变压器故障及其原因,并能预报故障发展趋势,可以减少变压器不必要停运,降低运行维护成本,增加设备可调小时数,从而提高变压器的运行维护效益。统计表明,大多数变压器故障有一个渐变的过程,实现变压器在线检测可以及时发现早期故障隐患,避免灾难性事故发生。这对于降低运行成本是大有益处的,在改进我厂原有的HYDRAN20li检测系统的情况下,根据当前比较成熟的技术,我们可以考虑采取一下技术改造进行主变的在线检测:①红外成像技术。运行中检测带电设备内外部故障,主要发现和诊断主变压器的热故障,发现套管引线头等接触不良过热十分有效。红外成像技术还可以判断油枕缺油、冷却器油泵承磨损、套管介损高、变压器内部局部过热等。②绝缘老化分析。采用绝缘油对介损试验、酸值和PH值是试验等监督变压器。通过侧变压器绝缘油中糠醛含量、分析绝缘老化情况。③局部放电分析。局部放电监测对发现潜伏缺陷十分灵敏有效。但传感器成本较高,测试系统复杂,检测系统效果和抗干扰情况需做进一步完善研究。
2、变压器保护故障与处理
2000年10月17日4B冷却器巡回发现油压只有0.08～0.09MPa,4B油枕位已看不见,瓦斯继电器内已有气体,但轻瓦斯未动作。主变大量漏油,若非发现及时,将酿成重大事故,甚至发生变压器爆炸的危险。
2003年7月17日,1B主变释压保护动作,1FB事故跳闸,对系统造成很大冲击,后经检查系主变释压保护误动作,原因不明,最后为安全起见,将变压器释压保护改投信号,并将变压器释压保护动作接点由并联改为串联。2009年3月5B主变过激磁不明原因动作,我厂重新调整5B过激磁保护运行方式并安排检查全厂二次回路存在的隐患,过激磁保护由跳闸改投信号,根据主变保护连续出现的运行状况结合陕西省电力公司要求对0-5号主变的非电气量保护也做了相应的修改:①正常运行方式下,0-5号主变压力释放保护投信号;②0-5号主变、330kV电抗器冲击合闸时,压力释放保护投跳闸,充电正常后改投信号;③0-5号主变两台释压器动作接点由串联方式改为并联方式;④0-5号主变、330kV电抗器充电及正常运行时,气体保护重瓦斯投跳闸,轻瓦斯投信号。当进行下列工作时,运行中的重瓦斯保护应由跳闸改投信号;⑤0-5号主变冷却器温度及全停保护投信号。这些措施的实施极大的改善了变压器保护运行的安全性与可靠性,给生产带来明显的经济与安全效益。
3、变压器冷却器故障与处理
2001年9月29日,5B取水样不合格。油化验结果微水24PPM(应不大于15PPM)耐压试验46kV(合格标准大于45kV),可以判断5B内绝缘油已进水,而5B在系统中有非常重要的地位,而此时正处于汛期,机组大发,因5B检修而致使1F停机备用这给系统带来重大损失,此次故障的发生给全厂的安全生产带来负面影响。
2002年4月,在进行3B预防性试验时,发现3B低压侧介损超标(数值为0.9%),铁心绝缘电阻很低(数值为80兆欧)。随后对3B冷却器逐台打开水室进行泄漏检查。检查结果发现3B五台冷却器中1、2、3、4号冷却器均有内漏情况。进一步对变压器油进行耐压试验和微水测量,测量结果微水值为18.4ppm,超过了标准要求。通过试验和检查表明3B绝缘由于冷却器的内漏而受潮,须进行干躁处理。3B受潮处理工作历时9天。期间完成的主要工作有三项:主要冷却器的更换工作;主变绝缘的干燥处理工作;变压器油的处理工作。
这些事故的发生,是因为我们的主变冷却器存在着设计陈旧和设备老化的缺陷,造成主变冷却器系统成为事故多发点。我厂2-5号主变冷却器原采用辽宁鞍山冷却器厂生产的YSS-300型强油水冷却器。自4FB1990年投产以来相继投入运行,在冷却器上下涨口,各水阀、油阀盘根、法兰、放气塞等部位均有不同程度地渗漏,尤其是冷却器山下涨口油渍最为麻烦,其检修措施较为复杂,形成平时无力检修或小修都无法处理此缺陷。如果冷却器内部冷却铜管的涨口密封损坏,假如此时冷却水压在运行中突然高于油压,水将进入变压器油中,则瓦斯保护动作事故停机或其他更严重的事故。针对此状况,我厂2002年以后陆续对主变冷却器系统进行了改造,收到了良好的经济和安全效益。
通过以上分析,我们平时在运行中应该注意冷却器的油水压差问题,注意根据水头高低要求冷却水压勤调节,在投运和试验时要主要其投泵顺序,做正反冲时,也应禁止产生水锤,进行每一周的水样检查时一定要认真细心,每台泵每台变压器都不能遗漏,一旦发现水样异常,就有关立即汇报。对照色谱认真分析。针对这些情况,我厂也对冷却器进行了更新改造,彻底解决了冷却器的泄漏问题,冷却器采取了板式结构,提高了对油水压差的要求,可以抵抗较大的压力冲击,针对冷却器阀门易泄漏的特点,将所有进出口阀都改成碟阀,对油水压的检测采用现地LCU的实时检测,可以可靠及时的监控冷却器的运行状态。这些措施大大提高了变压器运行的安全运行。
4、变压器高压套管事故与处理
1999年9月5日,5B因B相套管不合格而发生爆炸,而导致330kV和110kV系统解列,安康地区大面积停电,全厂停电的事故。
此次事故的发生之前,类似事故也发生多起,同是由我厂变压器一个老问题引起的,即我厂的5台主变压器套管原采用的西安高压开关厂的SF6油气套管,因质量问题几台变压器均发生过套管爆裂或短路接地,造成机组事故,给全厂带来很大的损失,高压套管结构复杂,工况特殊,连续几起事故为我厂设备中急需认真对待的设备薄弱点。在运行当中,要多观察高压套管的运行工况,专门配置了红外测温仪,主要发现和诊断主变压器的热故障,发现套管引线头等接触不良过热十分有效,另外还要注意事故后故障间隔G3气室的气压,若故障间隔G3气室压异常降低应详细检查高压套管的运行状况,预防事故进一步扩大。厂里根据高压套管普遍存在的制造缺陷积极采取措施将原SF6油气套管更换为ABB的干式套管,收到了良好的效果,极大保障了主变稳定的运行。
综上所述,安康水电厂主变运行中色谱分析异常,高压套管,主冷却器及继电保护是其事故多发点,在日常主变的运行维护当中应该加强巡视,多做检查。而完善主变在线检测系统对变压其安全稳定运行有着重大意义,在对曾经发生过的事故只有做到“三不放过”的原则,才能吸取教训,有针对性的检查维护,更好的为以后的运行工作服务。随着对设备的不断更新改造,相信主变的安全运行水平会得到更大的提高。为我厂及陕西电力系统的电力生产做出更大的贡献。
参考文献:
[1]李平.当前煤矿机电管理中的问题探析[J].煤矿开采,2006,(4)
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