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        某35 kV變電站#1主變故障跳閘分析

        2021-03-08 09:41:56梁增杰林明偉余豪璇
        機(jī)電信息 2021年6期
        關(guān)鍵詞:變壓器

        梁增杰 林明偉 余豪璇

        摘 要:對(duì)某35 kV變電站#1主變故障跳閘進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),主變有載調(diào)壓開關(guān)因呼吸器受潮、游離碳過多導(dǎo)致絕緣油油質(zhì)變差,使有載調(diào)壓開關(guān)的運(yùn)行狀況下降,加上主變重載運(yùn)行下有載調(diào)壓開關(guān)切換頻繁導(dǎo)致局部熱量無法散發(fā),最終造成絕緣油過熱產(chǎn)氣及油涌動(dòng),使有載調(diào)壓開關(guān)重瓦斯動(dòng)作跳主變兩側(cè)開關(guān)。

        關(guān)鍵詞:變壓器;有載調(diào)壓開關(guān);故障跳閘

        1 ? ?故障簡(jiǎn)述

        2019-05-18T11:23,某35 kV變電站#1主變調(diào)壓重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳兩側(cè)開關(guān),造成10 kV #1M母線失壓。

        故障發(fā)生后,11:40,某35 kV變電站由10 kV開發(fā)區(qū)線倒供10 kV #1M母線供電方式供出線負(fù)荷。

        2 ? ?故障前運(yùn)行方式

        運(yùn)行方式如圖1所示。

        某35 kV變電站接線方式是單主變單母線型式,由某110 kV變電站經(jīng)35 kV布稔線供全站負(fù)荷,35 kV裕輝線321開關(guān)在運(yùn)行中。#1主變?cè)谶\(yùn)行中并供10 kV #1M負(fù)荷:10 kV稔北線703開關(guān)、10 kV稔南線704開關(guān)、10 kV壩塘線705開關(guān)在運(yùn)行中,10 kV開發(fā)區(qū)線701開關(guān)、10 kV墟鎮(zhèn)線702開關(guān)在熱備用。

        3 ? ?現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

        11:30,運(yùn)行人員及各專業(yè)班組接到跳閘快報(bào)后,隨即趕往某35 kV變電站進(jìn)行檢查,各班組檢查情況如下:

        3.1 ? ?運(yùn)行專業(yè)

        運(yùn)行人員到場(chǎng)檢查后臺(tái)信號(hào)“2019-05-18 11:23,有載重瓦斯動(dòng)作”,跳兩側(cè)開關(guān)。

        3.2 ? ?檢修專業(yè)

        (1)主變外觀正常無變形,有載調(diào)壓開關(guān)防爆法蘭無變形現(xiàn)象,有載調(diào)壓開關(guān)及本體無噴油現(xiàn)象,有載調(diào)壓開關(guān)接線盒二次線無銹蝕現(xiàn)象。

        (2)有載調(diào)壓開關(guān)瓦斯繼電器內(nèi)含氣體,二次接線盒干燥無積水。

        (3)12:15,通過手部分別對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)外殼與本體外殼進(jìn)行探溫,有載調(diào)壓開關(guān)外殼溫度明顯較高。13:20,用紅外測(cè)溫儀測(cè)外殼余溫,環(huán)境溫度38 ℃,有載調(diào)壓開關(guān)外殼54 ℃,本體外殼48 ℃,存在明顯溫差,表明有載調(diào)壓開關(guān)發(fā)生過內(nèi)部故障。

        (4)有載調(diào)壓開關(guān)油枕呼吸器硅膠已受潮變色。

        (5)有載重瓦斯動(dòng)作前,#1主變正從5擋降到4擋,查閱調(diào)擋記錄,5月18日當(dāng)天共調(diào)擋5次,但10:24—11:24這1 h內(nèi)調(diào)壓3次,#1主變高負(fù)荷電流分別為210 A、225 A、220 A,故障時(shí)負(fù)荷為額定負(fù)荷的83%。

        3.3 ? ?繼保專業(yè)

        壓板、定值、保護(hù)裝置經(jīng)檢查正常,對(duì)有載控制電纜檢測(cè)絕緣正常。有載調(diào)壓開關(guān)瓦斯繼電器信號(hào)和跳閘接點(diǎn)跳閘正常,絕緣電阻正常。

        3.4 ? ?試驗(yàn)專業(yè)

        有載調(diào)壓開關(guān)油樣微水值為35.5 mg/L(標(biāo)準(zhǔn)值≤40 mg/L),處于臨界值,耐壓合格;本體油樣試驗(yàn)合格。因#1主變有載調(diào)壓開關(guān)為油中滅弧開關(guān),檢修試驗(yàn)規(guī)程對(duì)其油色譜無要求,且其各成分含量偏高,因此無須對(duì)瓦斯繼電器內(nèi)所含氣體進(jìn)行色譜分析。除以上試驗(yàn)外,還檢查了變比及接線組別,總體試驗(yàn)結(jié)果均合格。

        綜合各專業(yè)的檢查小結(jié):除有載調(diào)壓開關(guān)的微水值偏臨界值外,試驗(yàn)結(jié)果均無異常。結(jié)合后臺(tái)動(dòng)作信號(hào)、有載調(diào)壓開關(guān)外殼與本體外殼的溫差以及瓦斯繼電器內(nèi)存在氣體,可確定是#1主變有載調(diào)壓開關(guān)內(nèi)部發(fā)生故障從而引起跳閘。為進(jìn)一步確定故障原因,決定對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行吊芯檢查。

        4 ? ?吊芯檢查及處理情況

        對(duì)#1主變有載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行吊芯檢查時(shí),主要檢查以下幾個(gè)方面:用萬用表再次核查過渡電阻、檢查有載調(diào)壓開關(guān)絕緣支撐件和絕緣筒(油室)是否有擊穿或放電點(diǎn)(線)、主觸頭與過渡觸頭的燒損情況以及有載調(diào)壓開關(guān)的各緊固螺絲是否存在松動(dòng)等。

        具體檢查情況如下:

        (1)絕緣油油色烏黑,游離碳含量高。絕緣筒內(nèi)壁及有載調(diào)壓開關(guān)上均附著大量殘留的游離碳(游離碳大量附著在有載調(diào)壓開關(guān)B相的支撐絕緣件上),對(duì)擊穿或放電點(diǎn)的查找存在一定的困難。

        (2)用合格的新油對(duì)附著在絕緣筒和有載調(diào)壓開關(guān)上的游離碳進(jìn)行清洗(放電過程會(huì)在絕緣件表面留有破壞性痕跡,不會(huì)因清洗過程而被清理掉),清洗干凈后進(jìn)行仔細(xì)查找,絕緣筒和有載調(diào)壓開關(guān)的絕緣件上并沒有發(fā)現(xiàn)擊穿或放電點(diǎn)(線)。

        (3)檢查過渡電阻,用萬用表核查三相過渡電阻,滿足要求。

        (4)對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)的主觸頭以及過渡觸頭進(jìn)行檢查,主接觸面光滑無燒損痕跡,引弧面有輕微燒損,經(jīng)廠家確認(rèn),觸頭燒損情況正常。

        (5)所有部件螺絲無松動(dòng),并在檢查過程中重新加固。

        吊芯檢查小結(jié):絕緣油油色烏黑,游離碳含量高,尤其附著在有載調(diào)壓開關(guān)B相(中部)上最多。無擊穿或放電點(diǎn),觸頭燒損情況正常,其他檢查無異常。

        5 ? ?故障原因分析

        5.1 ? ?歷史運(yùn)維情況

        (1)#1主變檢修維護(hù):2017年已對(duì)#1主變進(jìn)行B修,并對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行吊芯大修、更換絕緣油等工作,檢修后各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常。

        (2)預(yù)試、定檢情況:某35 kV變電站#1主變有載調(diào)壓開關(guān)最近一次絕緣油試驗(yàn)時(shí)間為2018年9月,試驗(yàn)數(shù)據(jù)全部合格,下次試驗(yàn)時(shí)間為2021年9月;最近一次定檢時(shí)間為2017年10月,定檢結(jié)果合格,下次定檢時(shí)間為2020年10月。

        (3)有載調(diào)壓開關(guān)動(dòng)作次數(shù):經(jīng)查詢#1主變的調(diào)擋記錄,2017年10月30日吊芯維護(hù)后至故障當(dāng)天經(jīng)AVC切換次數(shù)為2 637次。檢修試驗(yàn)規(guī)程要求每15年或切換次數(shù)達(dá)廠家規(guī)定次數(shù)需吊芯檢查,經(jīng)與上海華明廠家確認(rèn),此類型有載調(diào)壓開關(guān)(小開關(guān))的吊芯維護(hù)周期為每切換5 000次,濾油周期為每切換3 000次。

        5.2 ? ?原因分析

        (1)有載調(diào)壓開關(guān)絕緣油絕緣性能下降。

        1)微水值達(dá)臨界值:有載呼吸器硅膠受潮變色,未能停電及時(shí)更換導(dǎo)致呼吸器功能失效,空氣中水氣經(jīng)過油枕滲透進(jìn)有載調(diào)壓開關(guān)油內(nèi),致使油受潮,微水值達(dá)到臨界值。

        2)游離碳含量高:有載調(diào)壓開關(guān)切換次數(shù)接近廠家要求的濾油次數(shù),因開關(guān)切換過程中在油中滅弧會(huì)產(chǎn)生游離碳,尤其是某35 kV變電站#1主變長(zhǎng)期重載運(yùn)行,游離碳累積過多導(dǎo)致油質(zhì)變差。

        (2)主變重載運(yùn)行下有載調(diào)壓開關(guān)切換頻繁導(dǎo)致絕緣油局部過熱產(chǎn)氣。

        1)變壓器油產(chǎn)生氣體的故障分為過熱和放電,經(jīng)檢查有載調(diào)壓開關(guān)無放電點(diǎn),可初步判斷為過熱產(chǎn)氣。經(jīng)分析,#1主變?cè)诠收锨? h內(nèi)切換了3次,切換時(shí)變高側(cè)負(fù)荷電流約223 A(閉鎖調(diào)擋定值為250 A),為額定負(fù)荷的83%,造成局部油溫升高[根據(jù)游離碳附著位置,應(yīng)為有載調(diào)壓開關(guān)的B相(中部)]。

        2)在重載情況下切換開關(guān),且當(dāng)天最高溫度為35 ℃,造成開關(guān)切換過程產(chǎn)生大量的熱量無法及時(shí)散發(fā),同時(shí)絕緣油產(chǎn)生大量氣體及油溫升過快導(dǎo)致油產(chǎn)生涌動(dòng),加上絕緣油微水值接近臨界值,油中的水分分解成氫氣的速度加快,最終使有載瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作。

        6 ? ?總體結(jié)論及防范措施和建議

        6.1 ? ?總體結(jié)論

        某35 kV變電站#1主變有載調(diào)壓開關(guān)因呼吸器受潮、游離碳過多導(dǎo)致絕緣油油質(zhì)變差,使有載調(diào)壓開關(guān)的運(yùn)行狀況下降,加上主變重載運(yùn)行下有載調(diào)壓開關(guān)切換頻繁導(dǎo)致局部熱量無法散發(fā),最終導(dǎo)致絕緣油過熱產(chǎn)氣及油涌動(dòng)使有載調(diào)壓開關(guān)重瓦斯動(dòng)作跳主變兩側(cè)開關(guān)。

        6.2 ? ?防范措施和建議

        (1)縮短SYJZZ型有載調(diào)壓開關(guān)以及類似有載調(diào)壓開關(guān)(小開關(guān),無就地調(diào)壓機(jī)構(gòu))的濾油周期。將其濾油周期由廠家規(guī)定的開關(guān)切換次數(shù)每3 000次降至每2 500次,保證油中滅弧開關(guān)的絕緣油質(zhì)量,提高有載調(diào)壓開關(guān)的切換性能。

        (2)對(duì)重載主變結(jié)合調(diào)壓次數(shù)縮短油樣試驗(yàn)周期。某35 kV變電站#1主變的有載調(diào)壓開關(guān)19個(gè)月已切換2 637次,接近廠家要求濾油值,因此有必要縮短重載主變的油樣試驗(yàn)周期,由規(guī)程要求的3年降至2年。

        (3)建議調(diào)整該主變的閉鎖調(diào)壓電流定值,由現(xiàn)250 A調(diào)至200 A(其他重載主變類同)。查閱該主變的調(diào)擋記錄,2018-09-21T08:24—09:18共調(diào)擋5次,頻率比故障當(dāng)天高,但調(diào)擋時(shí)負(fù)荷較低,并無異常情況發(fā)生,因此,可進(jìn)一步驗(yàn)證主變重載運(yùn)行下有載調(diào)壓開關(guān)切換頻繁導(dǎo)致絕緣油局部過熱產(chǎn)氣的結(jié)論。

        (4)對(duì)SYJZZ型有載調(diào)壓開關(guān)以及類似有載調(diào)壓開關(guān)加裝在線濾油裝置。梳理含此類型有載調(diào)壓開關(guān)的主變,對(duì)其加裝在線濾油裝置,利用其有載調(diào)壓開關(guān)的注油管和排油管改造加裝三通閥,分別連至在線濾油裝置,可持續(xù)有效提高有載調(diào)壓開關(guān)絕緣油的性能。

        7 ? ?結(jié)語

        通過對(duì)某35 kV變電站#1主變故障跳閘的分析,相關(guān)專業(yè)班組對(duì)其他變壓器也執(zhí)行了本文描述的預(yù)控措施,有效防止了其他變壓器發(fā)生類似故障,提高了供電可靠性。

        收稿日期:2020-09-09

        作者簡(jiǎn)介:梁增杰(1990—),男,廣東云浮人,工程師,從事變電設(shè)備檢修與維護(hù)工作。

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