某電廠油浸式變壓器壓力釋放閥動(dòng)作異常分析

引言

電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一,其內(nèi)部一旦發(fā)生電氣放電短路故障,會(huì)產(chǎn)生電弧,電弧的高溫能夠分解變壓器絕緣油而產(chǎn)生大量氣體。這些氣體將使油箱內(nèi)部壓力急劇增大,由于變壓器絕緣油具有不可壓縮性,因此如果在幾毫秒之內(nèi)不能及時(shí)釋放這個(gè)巨大的內(nèi)部壓力,將可能使油箱破裂或釀成火災(zāi)事故。而變壓器壓力釋放裝置能夠有效解決這一問(wèn)題,壓力釋放裝置一旦動(dòng)作,就應(yīng)該立即分析動(dòng)作原因,進(jìn)而做出及時(shí)有效的處理,防止異?，F(xiàn)象發(fā)展為事故,減少對(duì)電網(wǎng)及設(shè)備造成的影響或損失,保障機(jī)組安全運(yùn)行。因此,日常巡檢時(shí),檢查變壓器壓力釋放閥動(dòng)作情況及保護(hù)裝置運(yùn)行情況十分重要。

油浸式變壓器的壓力保護(hù)裝置為壓力釋放閥,通常安裝在油浸式變壓器油箱的上壁或側(cè)壁上,安裝位置的油壓由彈簧結(jié)構(gòu)感應(yīng),當(dāng)壓力釋放閥安裝位置的油壓超過(guò)其開(kāi)啟壓力時(shí),將及時(shí)打開(kāi)壓力釋放閥,通過(guò)排出高壓絕緣油釋放油箱內(nèi)油壓:當(dāng)油箱內(nèi)壓力降至壓力釋放閥關(guān)閉壓力時(shí),壓力釋放閥自動(dòng)關(guān)閉,保持油箱密封。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),容量800kVA以上的變壓器應(yīng)設(shè)置壓力保護(hù)裝置。根據(jù)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐結(jié)果,壓力釋放閥成功保護(hù)了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的變壓器油箱,避免了油箱內(nèi)部油壓突然升高導(dǎo)致的變壓器損壞,所以油浸式變壓器的壓力保護(hù)裝置起到了舉足輕重的作用。

1設(shè)備概述

某4×300MW電廠#1機(jī)組主變壓器是國(guó)內(nèi)某廠家生產(chǎn)的型號(hào)為SFP9-370000/220GY的三相油浸式強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器,在變壓器頂部左右側(cè)安裝有兩個(gè)同型號(hào)(YSF4Ⅱ-55/130KJTH）的壓力釋放裝置,如圖1所示。C柜主變壓力釋放動(dòng)作于信號(hào),相應(yīng)的跳閘壓板退出。主變壓器壓力釋放閥技術(shù)規(guī)范如表1所示,自1996年運(yùn)行至今,各參數(shù)及指標(biāo)正常。主變壓器相關(guān)技術(shù)規(guī)范如表2所示。

2壓力釋放閥異常現(xiàn)象

該電廠已投產(chǎn)二十余年,2020年6月20日,#1機(jī)組負(fù)荷200MW,發(fā)變組保護(hù)C柜發(fā)"#1主變壓力釋放"報(bào)警,變壓器本體壓力釋放閥處檢查無(wú)滲油、噴油現(xiàn)象,同時(shí)瓦斯保護(hù)未動(dòng)作,#1主變油位指示計(jì)5.8格,油面溫度46℃,繞組溫度49℃,#1主變運(yùn)行聲音平穩(wěn),呼吸器工作正常,紅外成像檢查未發(fā)現(xiàn)異常過(guò)熱現(xiàn)象。隨后聯(lián)系化學(xué)專業(yè)取油樣

做色譜分析未見(jiàn)異常,油樣分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表如表3所示。

2020年6月21日,壓力釋放動(dòng)作信號(hào)自動(dòng)消失。

3原因分析及處理經(jīng)過(guò)

3.1原因分析

發(fā)現(xiàn)#1主變壓器保護(hù)裝置C柜發(fā)"壓力釋放"報(bào)警后,立即組織專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)排查。檢查主變壓器各處連接螺栓均緊固,無(wú)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:變壓器本體壓力釋放閥處檢查無(wú)滲油、噴油現(xiàn)象,同時(shí)瓦斯保護(hù)未動(dòng)作,#1主變油位指示計(jì)5.8格,油面溫度46C,繞組溫度49℃,C1主變運(yùn)行聲音平穩(wěn),呼吸器工作正常。

（1）通過(guò)查閱最近的一次檢修記錄發(fā)現(xiàn),#1機(jī)組主變壓器2018年度A級(jí)檢修時(shí)吊罩,更換過(guò)油箱油枕,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)溫度/油位曲線對(duì)比,油位5.8格符合溫度/油位曲線,排除主變油枕氣體進(jìn)入的可能。

（2）檢查發(fā)變組保護(hù)裝置校驗(yàn)記錄及試驗(yàn)報(bào)告,發(fā)變組保護(hù)裝置運(yùn)行可靠,排除發(fā)變組保護(hù)裝置誤發(fā)信號(hào)的可能。

（3）雖然壓力釋放閥動(dòng)作,但未見(jiàn)噴油,同時(shí)瓦斯保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作,油色譜分析正常,從這些數(shù)據(jù)可判斷變壓器內(nèi)部沒(méi)有發(fā)生放電故障。

（4）變壓器所有參與油循環(huán)的閥門(mén)全部在正常位置,排除了油路循環(huán)不暢的可能。

（5）#1主變冷卻器運(yùn)行方式:負(fù)荷160MW,第一、第四組風(fēng)扇運(yùn)行,第二組風(fēng)扇投備用,第三組風(fēng)扇投輔助。因此,冷卻器投入數(shù)量不足不會(huì)使變壓器頂部油溫僅為46℃時(shí)壓力釋放閥動(dòng)作。

3.2處理經(jīng)過(guò)

為調(diào)查壓力釋放閥動(dòng)作的原因,在2020年#1機(jī)組臨停消缺時(shí)拆除#1主變頂部左右側(cè)壓力釋放閥進(jìn)行壓力動(dòng)作校驗(yàn),左側(cè)壓力釋放閥動(dòng)作整定值56.7kPa,右側(cè)壓力釋放閥動(dòng)作整定值55.8kPa,在試驗(yàn)過(guò)程中送保護(hù)裝置用信號(hào)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)有信號(hào)開(kāi)出情況,但壓力釋放閥未動(dòng)作。綜上所述,壓力釋放閥于1996年投產(chǎn)至今,使用年限過(guò)長(zhǎng),信號(hào)發(fā)出不可靠,為此次壓力釋放閥動(dòng)作的原因。

更換#1機(jī)組主變壓器左右側(cè)壓力釋放閥并完成動(dòng)作整定,2020年10月開(kāi)機(jī)至今,#1主變運(yùn)行平穩(wěn),未發(fā)生壓力釋放閥動(dòng)作情況,問(wèn)題得以解決。

4防范措施

針對(duì)#1主變壓器壓力釋放閥信號(hào)誤開(kāi)出的情況,提出如下防范措施:結(jié)合油溫/油位曲線、負(fù)載/油位曲線等做好分析比對(duì),及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀況:加強(qiáng)巡檢質(zhì)量,注意檢查變壓器聲音、冷卻器運(yùn)行情況等,若有異常查明原因:嚴(yán)格執(zhí)行定期工作,對(duì)主變壓器的絕緣油進(jìn)行取樣化驗(yàn)分析,通過(guò)化驗(yàn)結(jié)果可發(fā)現(xiàn)變壓器運(yùn)行情況及內(nèi)部有無(wú)異常放電:定期檢查校驗(yàn)壓力釋放閥動(dòng)作值,確保裝置可靠。

5結(jié)語(yǔ)

該電廠發(fā)生的#1機(jī)組主變壓器壓力釋放閥信號(hào)誤開(kāi)出事件,是壓力釋放閥使用年限過(guò)長(zhǎng)所致。隨著時(shí)間的積累,壓力釋放閥性能會(huì)變差,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)組主變壓器壓力釋放閥檢查工作列入了檢修計(jì)劃。希望此次事件能給同行帶來(lái)一定的啟示。