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變壓器有載分接開(kāi)關(guān)油中乙炔超標(biāo)故障原因分析及處理

閱讀:1222發(fā)布時(shí)間:2024-6-21

< >摘要:針對(duì)變壓器有載分接開(kāi)關(guān)油色譜中存在乙炔含量,其內(nèi)部故障引起直流電阻偏大,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析,對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)吊芯檢查和處理,確定了故障引起乙炔含量超標(biāo)原因,解決了變壓器直流電阻偏大的問(wèn)題,提升對(duì)變壓器故障狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,提出了檢查處理方法及改進(jìn)措施,并針對(duì)此類(lèi)故障提供了有力參考。 關(guān)鍵詞:變壓器;有載分接開(kāi)關(guān);乙炔;故障分析 引言 在電力系統(tǒng)中,變壓器作為穩(wěn)定電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備,變壓器有載分接開(kāi)關(guān)起到調(diào)節(jié)電壓平衡的措施,因此,有載分接開(kāi)關(guān)的內(nèi)部故障是關(guān)系變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一。變壓器有載分接開(kāi)關(guān)油具有絕緣、散熱和消弧等作用,一般情況下,變壓器往往由于繞組局部發(fā)熱、內(nèi)部異常放電和有載分接開(kāi)關(guān)油中氣體含量超標(biāo)等因素導(dǎo)致變壓器停運(yùn),一旦變壓器有載分接開(kāi)關(guān)油色譜乙炔含量超標(biāo),則表明有載分接開(kāi)關(guān)內(nèi)部存在故障情況,需及時(shí)停電檢查處理。近年來(lái),變壓器有載分接開(kāi)關(guān)油色譜分析中卻出現(xiàn)乙炔含量超標(biāo)問(wèn)題,引起了業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的高度重視。本文針對(duì)一起110kV變壓器有載開(kāi)關(guān)油中乙炔含量超標(biāo),分析內(nèi)部故障原因和處理方法,提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。 1油中乙炔含量超標(biāo) 分析油中溶解氣體的組成與含量是監(jiān)視充油電氣設(shè)備安全運(yùn)行的措施之一。利用氣相色譜法分析油中溶解氣體,以便監(jiān)視充油設(shè)備是否安全運(yùn)行,在我國(guó)已有幾十年的使用經(jīng)驗(yàn),積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并在設(shè)備故障的分析處理中起到了極大的作用,收到了良好的效果。 某變電站110kV#1主變壓器型號(hào)為SSZ11-50000/110,容量為50000kVA,連接組別為YNyn0d11,2005年3月投入運(yùn)行。分接開(kāi)關(guān)型號(hào):VCMⅢ-500Y/72.5B-10193W。投運(yùn)以來(lái),主變壓器未發(fā)生過(guò)重大故障,因此僅安排必要的定期檢驗(yàn)項(xiàng)目,且未檢測(cè)到油中氣體指標(biāo)超標(biāo)。2019年6月,有載分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行油色譜分析時(shí)發(fā)現(xiàn),油中的乙炔含量達(dá)到209.92μL/L,考慮到之前的定期檢驗(yàn)中乙炔含量一直正常,故加強(qiáng)對(duì)該設(shè)備的巡視檢查,并縮短油色譜分析周期,經(jīng)過(guò)三個(gè)月連續(xù)油色譜追蹤,確認(rèn)了變壓器有載分接開(kāi)關(guān)確實(shí)出現(xiàn)了乙炔氣體含量超標(biāo)并逐漸增長(zhǎng)的情況,故認(rèn)為其內(nèi)部出現(xiàn)了故障。 2有載分接開(kāi)關(guān)故障原因分析 有載分接開(kāi)關(guān)在兩個(gè)分接頭之間切換過(guò)程中,利用其彈簧、儲(chǔ)能機(jī)械進(jìn)行切換過(guò)渡,過(guò)渡電阻在切換時(shí)起到限制環(huán)流作用,觸頭在切換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電弧,此時(shí)變壓器油起到滅弧作用,電弧會(huì)使其內(nèi)部油質(zhì)劣化。為了避免與變壓器本體油隔離,有載分接開(kāi)關(guān)單獨(dú)安裝在絕緣筒內(nèi),使用各自的油系統(tǒng)。 正常情況下,有載分接開(kāi)關(guān)油中乙炔氣體含量很少,存在大量的乙炔氣體表明內(nèi)部存在放電的故障。根據(jù)DL/T722-2016《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》分析,油中導(dǎo)致乙炔含量超標(biāo)有以下可能:(1)在溫度高于1000℃時(shí),變壓器油裂解產(chǎn)生的氣體中含有乙炔。(2)變壓器發(fā)生局部放電,可能分解產(chǎn)生乙炔。(2)有載分接開(kāi)關(guān)切換開(kāi)關(guān)滅弧所產(chǎn)生的C2H2。由次對(duì)變壓器有載分接開(kāi)油色譜分析,如表1所示。根據(jù)色譜試驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)三比值法分析為202,認(rèn)為存在低能放電現(xiàn)象。進(jìn)一步對(duì)主變有載分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行吊罩檢查和處理。 表1 油中溶解氣體組分含量分析結(jié)果![](/storage/admin/article/20220715/3bc271d295fa473928d4aaaf9ff684ee.jpg) 3變壓器吊罩檢查和故障分析 2019年8月30日,對(duì)該主變的分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行吊罩處理。吊罩處理前,對(duì)主變進(jìn)行絕緣電阻,變比和直流電阻試驗(yàn)。與歷年測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)C相在所有分接檔位的直流電阻值有明顯增長(zhǎng),導(dǎo)致三相不平衡率由出廠值的0.6%增加到1.8%。表明分接開(kāi)關(guān)內(nèi)部故障可能導(dǎo)致C相直流電阻值偏高。 通過(guò)對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)吊罩進(jìn)行內(nèi)部故障檢查,發(fā)現(xiàn)部分緊固螺栓松動(dòng),存在脫落現(xiàn)象,而且抽頭連接線的固定夾件不牢固。在廠家配合下,進(jìn)一步對(duì)分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行過(guò)渡電阻、開(kāi)關(guān)波形、真空管絕緣和耐壓測(cè)試,發(fā)現(xiàn)C相高壓繞組真空管耐壓不合格,要求更換C相真空管。經(jīng)過(guò)檢查處理后,有載分接開(kāi)關(guān)恢復(fù)安裝,抽真空濾油靜置。然后對(duì)主變進(jìn)行絕緣電阻、變比、直流電阻、繞組變形等各項(xiàng)試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格,三相高壓繞組直流電阻的不平衡率降低到0.62%,與出廠值對(duì)比無(wú)明顯變化。處理后,對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行油色譜分析,乙炔含量為0.08μL/L。各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格后,主變正常投入運(yùn)行。 4防范措施及建議 為防止類(lèi)似事件的發(fā)生,加強(qiáng)對(duì)變壓器有載分接開(kāi)關(guān)的日常檢修維護(hù)、嚴(yán)格按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作,可制定以下防范措施。 嚴(yán)格執(zhí)行絕緣油定期油色譜分析試驗(yàn),在變壓器運(yùn)行過(guò)程中,定期做油的色譜分析,能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障,以避免設(shè)備發(fā)生重大故障或事故造成損失,還結(jié)合各項(xiàng)電氣試驗(yàn)綜合判斷,是變壓器內(nèi)部故障判斷的有效方法。 為了進(jìn)一步判斷故障性質(zhì),采用排除法進(jìn)行故障排查。對(duì)設(shè)備的診斷應(yīng)從安全性和經(jīng)濟(jì)性方面考慮。首先,采用不影響變壓器運(yùn)行的方法進(jìn)行故障查找,因?yàn)橛椭械囊胰搀w積分?jǐn)?shù)只要不明顯增長(zhǎng)或處于允許范圍內(nèi)的波動(dòng)狀態(tài),一般不會(huì)威脅變壓器正常運(yùn)行,只要采取適當(dāng)?shù)母?、防范措施即可。其次,在確認(rèn)變壓器故障在短期不會(huì)導(dǎo)致故障擴(kuò)大引發(fā)嚴(yán)重后果的情況下,應(yīng)從附屬設(shè)備先查起,以尋找故障點(diǎn)。再次,對(duì)變壓器有載分接開(kāi)關(guān)停電吊芯檢查,從開(kāi)關(guān)油箱中調(diào)出切換開(kāi)關(guān)本體,清洗開(kāi)關(guān)芯和絕緣筒,緊固松動(dòng)的螺栓、檢查絕緣部件、對(duì)其進(jìn)行過(guò)渡電阻、開(kāi)關(guān)波形、真空管絕緣和耐壓等相關(guān)試驗(yàn),分析各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù),與歷史值對(duì)比,確保有載分接開(kāi)關(guān)安全穩(wěn)定運(yùn)行。 編制變壓器有載分接開(kāi)關(guān)的吊芯方案,要針對(duì)性地布置吊芯檢查的重點(diǎn)工作并分工,讓每個(gè)參與工作人員熟悉自己的工作內(nèi)容和流程,做到心中有數(shù)。負(fù)責(zé)人對(duì)每道工序從頭至尾自驗(yàn)收一遍,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),記錄每一個(gè)具體檢查項(xiàng)目,改進(jìn)和更換的零部件,要包含安全距離的檢查,各個(gè)環(huán)節(jié)檢查人員都要簽名,提高工作人員責(zé)任感。 5結(jié)束語(yǔ) 變壓器有載分接開(kāi)關(guān)在運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)品自身質(zhì)量、安裝調(diào)試等可能因素造成其內(nèi)部產(chǎn)生放電和過(guò)熱現(xiàn)象。在不同溫度下,油中會(huì)分解不同的氣體,但隨著溫度的升高,存在有乙炔氣體產(chǎn)生。當(dāng)有載分接開(kāi)關(guān)出現(xiàn)放電現(xiàn)象時(shí),一般情況下均有乙炔產(chǎn)生。乙炔值超過(guò)規(guī)程中的注意值時(shí),可引起變壓器內(nèi)部放電故障,甚至威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此,需要定期開(kāi)展油色譜分析試驗(yàn),當(dāng)油中乙炔含量值超過(guò)規(guī)程注意值時(shí),試驗(yàn)人員將結(jié)合各個(gè)電氣試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析,正確發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)檢修,保證變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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