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        淺析火力發(fā)電廠主變壓器故障的判斷和處理

        2014-04-29 18:56:21劉玉冰
        科技資訊 2014年27期
        關(guān)鍵詞:主變壓器故障判斷火力發(fā)電廠

        劉玉冰

        摘 要:通過變壓器油色譜分析和電氣試驗(yàn)相結(jié)合的手段分析發(fā)電廠主變壓器等高壓油浸變壓器故障,能夠準(zhǔn)確地判斷故障發(fā)生的原因,找出解決問題的方法。

        關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠 主變壓器 故障判斷 處理

        中圖分類號(hào):TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)09(c)-0079-01

        主變壓器作為發(fā)電廠的重要電氣設(shè)備,如果發(fā)生故障將會(huì)影響到發(fā)電廠的正常生產(chǎn)工作,對(duì)發(fā)電廠的效益造成嚴(yán)重影響,運(yùn)行維護(hù)技術(shù)人員需要對(duì)變壓器故障產(chǎn)生的原因與解決方法熟練掌握,從而在變壓器發(fā)生故障的時(shí)候?qū)收系钠鹨蜃龀鰷?zhǔn)確的排查和判斷,及時(shí)提出相應(yīng)的解決方法,以保證變壓器的正常運(yùn)行。

        1 變壓器故障分析

        1.1 變壓器油色譜分析

        某火電廠一機(jī)組的主變壓器型號(hào)為SFP7-360000/220Y,它是一臺(tái)采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷低損耗的變壓器。該變壓器自投運(yùn)以來運(yùn)行參數(shù)一直正常,年度預(yù)防性試驗(yàn)均合格。某年在進(jìn)行例行的預(yù)防性試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)其色譜分析總烴嚴(yán)重超標(biāo),在測試中,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)乙烯超標(biāo)是色譜分析超標(biāo)的主導(dǎo)因素,變壓器進(jìn)行油耐壓試驗(yàn)的平均值是41.9 kV,較上年數(shù)據(jù)下降了15.1 kV。技術(shù)人員隨即便對(duì)變壓器進(jìn)行油色譜試驗(yàn)分析跟蹤。

        通過試驗(yàn)結(jié)果得到:主要?dú)怏w:CH4、 C2H4,次要?dú)怏w:C2H6、H2,由此可判斷出變壓器存在過熱性故障。

        1.2 分析故障的程度

        通過對(duì)故障的分析,綜合以往的經(jīng)驗(yàn),當(dāng)烴的總量超過了規(guī)定的警戒值的時(shí)候,通過采集分析計(jì)算出油中溶解的絕對(duì)以及相對(duì)氣體率的含量,接著就可以判斷出變壓器故障的嚴(yán)重程度。當(dāng)故障還處于逐漸發(fā)展的階段時(shí),技術(shù)人員需要通過計(jì)算產(chǎn)氣率來更加準(zhǔn)確的判斷故障。而目前比較常見的方法就是使用絕對(duì)產(chǎn)氣速率。

        第三項(xiàng)脫氣處理之后,到第五項(xiàng)進(jìn)行投放,得出的絕對(duì)產(chǎn)氣率是:

        Ya=

        注:式中的Ya為絕對(duì)產(chǎn)氣率,其單位為mL/h;

        G為中的油量,其單位是t;

        d為油的比重,其單位是t/m3。

        倒數(shù)第四項(xiàng)到倒數(shù)第三項(xiàng)的絕對(duì)產(chǎn)氣率是34.7 mL/h。

        通過以上的計(jì)算,我們可以通過查找規(guī)范手冊明確的得出實(shí)際絕對(duì)產(chǎn)氣率比警戒值高0.5 mL/h,這一結(jié)果的產(chǎn)生說明了變壓器內(nèi)部發(fā)生了故障,而且故障的性質(zhì)是迅速且?guī)в袩鄣倪^熱性故障。

        1.3 故障的類型與性質(zhì)

        技術(shù)人員知道,四比值法可以反映熱分解的溫度范圍,三比值法可以幫助技術(shù)人員找出故障發(fā)生的氣體組份與故障的關(guān)系。當(dāng)三比值編碼等于022的時(shí)候,說明了變壓器存在高于700攝氏度的過熱性故障。而四比值編碼的值等于02D2的時(shí)候,則說明了導(dǎo)電回路中存在著過熱性的故障。

        通過以上的分析可以看出,總烴含量嚴(yán)重超標(biāo),而且C2H4、CH4是總烴超標(biāo)的主導(dǎo),不過C2H4為0,說明了是CH4超標(biāo)導(dǎo)致故障,并且屬于導(dǎo)電回路故障,而且可以確定是發(fā)生了過熱性故障,所以基本上排出了放電性故障產(chǎn)生問題的可能性。而計(jì)算求得絕對(duì)產(chǎn)氣率遠(yuǎn)大于注意值,需要引起技術(shù)人員的密切注意,因?yàn)楣收系陌l(fā)生十分迅速,潛在威脅的很大。

        根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)我們知道總烴的量大于三倍的注意值得時(shí)候,總烴的產(chǎn)氣率大于警戒值的三倍的時(shí)候,說明了變壓器內(nèi)部發(fā)生了迅速而且嚴(yán)重的故障,需要及時(shí)采取必要的補(bǔ)救措施來解決問題,必要時(shí)候尚應(yīng)進(jìn)行吊鐘罩檢查檢修。

        1.4 故障部位的分析

        為了更加準(zhǔn)確具體地判斷故障發(fā)生的細(xì)節(jié),技術(shù)人員進(jìn)行了該變壓器的油微水、介損、變比、空載狀態(tài)下低壓側(cè)三相電壓平衡試驗(yàn)。綜合分析,確定故障不可能是潮氣入侵導(dǎo)致變壓器內(nèi)匝間發(fā)生短路的結(jié)論。

        通過對(duì)強(qiáng)迫油循環(huán)的檢測,發(fā)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)電流和聲音是正常的,故排除了潛油泵發(fā)生故障、濾網(wǎng)堵塞等引起的油中氣體含量驟增的可能性。

        1.5 變壓器直流電阻測試結(jié)果

        隨后技術(shù)人員又對(duì)變壓器繞組直流電阻進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)結(jié)果同出廠報(bào)告相比,三相直流電阻的不平衡度較大。

        盡管三相電阻不平衡,工作人員在切換變壓器分接開關(guān)時(shí),各項(xiàng)的誤差變化變得一致,也就是說,影響平衡系數(shù)的因素中,切換分接開關(guān)不是主要的,這就說明了造成變壓器故障的主要原因并不是出在分接開關(guān)上。

        技術(shù)人員結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)下,通過紅外線測溫儀對(duì)高壓套管導(dǎo)電頭處以及變壓器油箱的測試沒有發(fā)現(xiàn)過熱的現(xiàn)象,在所有的試驗(yàn)測試與分析之后,得出了結(jié)果:由之前的試驗(yàn)可知,變壓器內(nèi)部存在有瞬時(shí)700℃的高溫,屬于導(dǎo)電回路過熱性故障,且故障發(fā)生的速度相當(dāng)快,而且發(fā)展也很迅速,有可能是高壓套管中發(fā)生了接觸不良、套管內(nèi)均壓球內(nèi)側(cè)的銅管引線的絕緣被破壞所導(dǎo)致的。

        2 變壓器故障解決方法

        通過對(duì)變壓器的吊鐘罩檢修,發(fā)現(xiàn)C相套管頂部的導(dǎo)電密封頭底座和引線接頭燒結(jié)在了一起,C相引線附近發(fā)生了過熱性碳化現(xiàn)象,銅引線斷了5根,C相和A相套管下端都有大面積灼傷以及絕緣帶碳化的現(xiàn)象。技術(shù)人員把C相套管拆下來后,在擰導(dǎo)電頭的時(shí)候,套管里的每一個(gè)銅管都在轉(zhuǎn)動(dòng),這說明了定位螺母已經(jīng)融合在一起,密封墊圈以及密封環(huán)都已經(jīng)無法更換。C相套管內(nèi)部的絕緣油的顏色呈現(xiàn)紅色,說明其已經(jīng)碳化,C相套管必須全部進(jìn)行更換。

        通過對(duì)高壓側(cè)直流電阻值的分析,變壓器吊鐘罩后,更換了A、C兩相的引線,并縮短了20 cm,用銅接頭壓接,用磷銅灌澆,然后進(jìn)行焊接。把引線用兩層皺紙包裹,然后再用白布帶包裹一層,繞向和導(dǎo)線方向相反。因?yàn)锽相的絕緣處一開始僅僅有一層白布帶進(jìn)行包扎,有許多地方露銅,因此進(jìn)行了重新包扎,接著更換C相套管和A相套管絕緣油。通過此方法,變壓器油經(jīng)真空濾油機(jī)進(jìn)行加熱過濾,脫氣96 h后,進(jìn)行完整的電氣試驗(yàn)和油分析試驗(yàn),均正常。

        機(jī)組啟動(dòng)該變壓器投入運(yùn)行后,一切參數(shù)正常,徹底解決了相關(guān)問題。

        3 結(jié)語

        發(fā)電廠主變壓器等高壓油浸變壓器發(fā)生故障時(shí),采用油色譜分析和電氣試驗(yàn)相結(jié)合的手段,結(jié)合以往歷史數(shù)據(jù),再與本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析,能夠準(zhǔn)確地判斷變壓器故障發(fā)生的原因,找出解決問題的方法,從而保證設(shè)備的正常安全運(yùn)行。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 變壓器中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則,GB/T7252-2001[Z].

        [2] 吳曉敏.主變壓器異常運(yùn)行和故障分析[J].科技致富向?qū)В?012(27):45-50.

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