220 k V主變壓器運行中出現的問題及對策

張偉航

（山東省淄博市臨淄區齊魯石化公司，山東淄博255411）

主變壓器是輸變電系統中的主要設備，是輸變電站的核心設備，主變壓器運行狀態的好壞將影響到整個電力系統的可靠性和電力需求者的正常用電需求。主變壓器一旦發生事故，輕則機器停轉、照明熄滅，重者發生重大火災乃至造成人身傷亡事故；因此，如何確保主變壓器的安全運行就值得人們去重視和關注。本文將主要分析主變壓器運行中常見的故障原因，并針對性地提出相應的處理措施。

按故障發生過程分為2類。① 突發性故障：由異常電壓引起的絕緣擊穿，繞組匝間、層間短路，自然災害等。② 潛伏性故障。鐵芯絕緣、鐵芯疊片之間絕緣、鐵芯穿芯螺栓絕緣不良，外界的反復短路引起繞組變形，長期過負荷運行引起絕緣老化，由于吸潮、游離放電引起絕緣材料及絕緣油老化等[1]?，F就主變壓器日常運行中遇到的常見問題進行介紹。

1 油中總烴含量超標

1.1 基本情況

某220 k V變電所1號主變壓器型號為OSFPS7－150000／220，2001年9月出廠，2003年10月15日投入運行。額定電壓：220＋3－1×2.5%／117／37±5%k V；額定容量：150／150／60 MVA；聯接組別：yn0，d11；空載損耗：67.1 kW；空載電流：0.15%；高壓對中壓短路阻抗：7.5%；高壓對低壓短路阻抗：31.3%；高壓對中壓負載損耗：393.5 k V；高壓對低壓負載損耗：221.2 k W。2007年6月19日，對該主變壓器油進行色譜分析，測試結果正常。2007年11月7日，對該主變壓器進行例行油取樣色譜分析時發現，與6月色譜跟蹤測試結果相比氣體增長迅速。隨后對該主變壓器進行了較頻繁的色譜跟蹤，具體數據如表1所示。

表1 主變壓器油色譜分析數據

運行中，設備油里溶解氣體含量注意值如表2所示。經2007年11月7日色譜分析發現總烴含量明顯超過注意值，并且連續幾天都是明顯超過注意值，直到吊罩前總烴含量才基本處于穩定值，而氫氣以及一氧化碳、二氧化碳含量基本平衡。2007年11月21日對1號主變壓器停運進行高壓試驗，數據如表3所示。判定內部可能存在異?，F象。

表2 主變壓器油中溶解氣體含量注意值

表3 主變壓器直流電阻試驗數據

1.2 原因分析

① 接觸不良；② 鐵心多點接地；③ 漏磁引起過熱；④ 鐵心片間短路，產生渦流，引起鐵心過熱[2]。

1.3 處理措施

對于漏磁發熱引起的螺栓平墊發熱發黑，由于當時現場沒有不銹鋼螺絲，而采用將上下夾件與側梁連接處油漆刮掉的處理方法。35 k V引線放電部位用絕緣紙帶進行包扎，包扎后再用絕緣帶進行固定[3]。自此，兩處主設備嚴重隱患處理完畢。高壓試驗數據以及色譜分析數據均合格。

2 瓦斯保護動作

2.1 正確動作情況

（1）當油箱內部發生輕微故障，瓦斯繼電器上開口杯旋轉干簧觸點閉合，發“輕瓦斯”信號。

（2）變壓器本體內部嚴重故障，瓦斯繼電器內油流速度大于1.0～1.4 m／s，即油流沖擊擋板干簧觸點閉合，發“重瓦斯”動作信號并發出跳閘脈沖。

（3）對于有上下開口杯與擋板的復合式瓦斯繼電器（FJ型），當變壓器出現嚴重漏油使油面降低時，首先上開口杯露出油面，發“輕瓦斯”信號；繼而下開口杯露出油面，發“重瓦斯”動作信號并發出跳閘脈沖，以保護變壓器[4]。

2.2 不正確動作情況

（1）非內部故障和其他原因產生較大的油流涌動，使重瓦斯接點閉合，發出跳閘脈沖。

（2）由于瓦斯繼電器端子盒進水等原因，造成二次回路短接并發出跳閘脈沖。

（3）操作人員誤碰探針等，使重瓦斯接點閉合，發出跳閘脈沖。

2.3 動作處理

2.3.1 瓦斯保護信號動作

（1）瓦斯保護信號動作時，應立即對變壓器進行檢查，查明動作原因是否因積聚空氣、油面降低、二次回路故障或是變壓器內部故障造成的。如氣體繼電器內有氣體，則應記錄氣體量，觀察氣體的顏色及試驗其是否可燃，并取氣樣及油樣作色譜分析，根據有關規程和導則判斷故障性質。色譜分析是指對收集到的氣體用色譜儀對其所含的氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體進行定性和定量分析，根據所含組分名稱和含量準確判斷故障性質、發展趨勢和嚴重程度[5]。

（2）若氣體繼電器內的氣體無色、無臭且不可燃，色譜分析判斷為空氣，則變壓器可繼續運行，并及時消除進氣缺陷。

（3）若氣體繼電器內的氣體可燃且油中溶解氣體色譜分析結果異常，則應綜合判斷確定變壓器是否停運。

2.3.2 瓦斯繼電器動作跳閘

瓦斯繼電器動作跳閘時，在未消除故障前不得將變壓器投入運行。為查明原因應重點考慮以下因素，作出綜合判斷。① 是否呼吸不暢或排氣未盡；② 保護及直流等二次回路是否正常；③ 變壓器外觀有無明顯反映故障性質的異?，F象；④ 氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃；⑤ 氣體繼電器中的氣體和油中溶解氣體的色譜分析結果；⑥ 必要的電氣試驗結果；⑦ 變壓器其他繼電保護裝置的動作情況。

3 主變壓器的冷卻器全停

只要主變壓器投入運行，處于“工作”狀態的冷卻器就投入運行。若運行中的“工作”和“輔助”冷卻器中有任何一組故障處于“備用”狀態的冷卻器即投入運行，同時送出“冷卻器故障”光字牌。當主變壓器上層油溫信號高于75℃時或變壓器保護屏上的電流繼電器（過負荷繼電器）動作時，處于“輔助”狀態的冷卻器投入運行；當主變壓器上層油溫信號低于65℃時，處于“輔助”狀態的冷卻器退出運行[6]。

主變壓器投入運行方式時，冷卻器Ⅰ／Ⅱ電源消失及所有冷卻器退出運行，此時發出“冷卻器全停故障”或“冷控失電”光字牌。同時，啟動20 min和60 min延時跳閘計時，20 min后主變壓器上層油溫信號達到85℃時，跳閘出口；當主變壓器上層油溫低于85℃時，60 min后跳閘出口。

只要主變壓器的冷卻器全停，相應的主變壓器的冷卻器全停保護已經啟動。此時，運行人員應該進行如下處理：① 緊急降負荷，往50%降；② 記錄冷卻器全停時間；③ 聯系維護和保護班，盡最大能力查找原因恢復冷卻器運行；④ 如果達到保護規定條件主變壓器沒有停運，應手動停運。

4 變壓器的溫度和油位不正常

（1）變壓器溫度超過允許值時，值班人員應判明原因，采取降低溫度的措施：① 檢查變壓器負荷在相同冷卻條件下的溫度是否相同；② 核對溫度計是否指示正確；③ 檢查冷卻裝置是否運行正常；④ 若不能判斷為溫度計指示錯誤時，應適當降低變壓器負荷，使變壓器逐步達到允許溫度范圍。

（2）變壓器油位不正常降低時，應采取以下措施：① 由于長期輕度漏油引起，應補充加油，并觀察泄漏情況，通知檢修處理；② 如因大量漏油而使油位迅速下降時，必須迅速采取停止漏油措施，立即加油，必要時應停止變壓器運行消除缺陷。

（3）變壓器油位過高時，通知檢修人員放油，并查明原因。

5 變壓器跳閘和著火

（1）變壓器跳閘后，應立即查明原因。如綜合判斷證明變壓器跳閘不是由于內部故障所引起，可重新投入運行。

（2）若變壓器有內部故障的征兆時，應作進一步檢查。

（3）變壓器跳閘后，應立即停油泵。

（4）變壓器著火時，應立即斷開電源，停運冷卻器。

（5）迅速采取滅火措施，立即起動變壓器消防噴水滅火裝置，防止火勢蔓延。

（6）通知消防人員，按消防規定滅火。

6 變壓器故障預防

（1）加強主變壓器、高壓廠變壓器、啟動備用變壓器、低壓廠用變壓器的運行監視，注意其電流、溫度的變化，使其不超過額定值。

（2）對廠內變壓器設備進行定期運行分析，建立變壓器類設備檔案，提高其設備運行健康水平。

（3）定期進行變壓器設備的技術監督工作，每年進行主變壓器局部放電試驗，其值不大于100 p C，每季度進行1次油色譜化驗，保證變壓器類各項技術指標在合格范圍內。

（4）認真進行變壓器設備的春秋檢工作，嚴格執行交接試驗規程。

（5）變壓器本體、有載調壓開關的重瓦斯保護壓板投跳閘狀態，在沒有特殊情況及總工程師的命令時，任何人不得將其停用。若需要退出重瓦斯保護時，應預先制定有關安全措施，完工后及時恢復正常方式[7]。

（6）加強變壓器檢查，發現套管滲漏油及時處理，防止變壓器內部受潮損壞。

7 結 語

（1）加強對電氣設備的預防性試驗管理，遵照試驗周期對其進行預防性試驗。在進行模擬保護動作試驗時，一定要在回路的最末端本體上進行試驗，如用動作探針或短路接點的方法檢驗變壓器重瓦斯保護回路接線正確性時，短路接點必須在變壓器瓦斯繼電器上，即回路的最末端，禁止在回路的中間過渡端子上進行，確保其動作的選擇性、靈敏性、速動性、可靠性。

（2）要加強對主要設備的日常檢查，應定期全面檢查瓦斯繼電器各部位元器件狀態完好。要將高壓開關站電氣設備在線監測數據與正常值進行比較，做到設備缺陷和事故隱患及時發現、處理。

（3）作為電氣專業人員，更重要的是從事故中總結經驗教訓，在以后的類似工作中重點加以防范，對各項重要保護，除了嚴格按照相關規定進行校驗外，還要對照設計施工圖紙，對二次回路進行認真細致的檢查核對，確保每一回路的正確性，解決那些在短時間或一般情況下不易暴露的問題，為以后的運行維護打好基礎，從根本上杜絕類似事故的發生，切實維護電網的安全穩定運行。

[1] 李福壽.消弧線圈自動調諧原理[M].上海：上海交通大學出版社，1993.

[2] 水利電力部西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊：上冊[M].北京：水利電力出版社，1989.

[3] 陳敢峰.變壓器檢修[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[4] 馬志學.變壓器油中溶解氣體分析使用的判斷方法[J].科技信息，2007（7）：76.

[5] 王美榮，付麗君.應用油中溶解氣體分析法判斷變壓器故障[J].電力安全技術，2006，8（1）：10－12.

[6] 趙遠生.變壓器中溶解氣體含量異常分析判斷處理[J].科技咨詢導報，2007（11）：80－81.

[7] 馮志敏，黃貴海.一起變壓器故障分析與判斷的實例[J].電力學報，2006，21（1）：117－118.