主變各溫度指示異常升高的原因分析和處理

潘菊芳

(華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江天臺(tái)317200)

0 引言

桐柏抽水蓄能電站機(jī)變單元采用一機(jī)一變的組合單元接線方式，主變高壓側(cè)采用二進(jìn)二出的內(nèi)橋接線形式將機(jī)組聯(lián)入華東電網(wǎng)。即4臺(tái)單機(jī)容量30萬(wàn)kW機(jī)組通過(guò)4臺(tái)主變壓器與兩回500kV線路相連，4臺(tái)主變壓器(下簡(jiǎn)稱主變)承擔(dān)著輸送、轉(zhuǎn)換電壓的重任。

桐柏抽水蓄能電站主變壓器采用的是德國(guó)SIEMENS(西門子)公司提供的戶內(nèi)三相雙繞組油浸有載調(diào)壓變壓器，冷卻方式為強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。主變本體帶4個(gè)冷卻器，空載冷卻水水源取自機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)，負(fù)載冷卻水水源取自全廠公用供水系統(tǒng)。主變溫度包含本體油溫和繞組溫度，這兩個(gè)溫度正常是主變健康運(yùn)行的重要指標(biāo)，前者指示的是主變上層油溫。正常運(yùn)行時(shí)，變壓器的上層油溫溫升不得超過(guò)55K，繞組溫升不得超過(guò)60K；變壓器油溫達(dá)75℃時(shí)發(fā)報(bào)警，85℃時(shí)出口跳閘；變壓器繞組溫度達(dá)95℃時(shí)發(fā)報(bào)警，105℃時(shí)出口跳閘。主變溫度隨著其運(yùn)行方式和負(fù)載的改變?cè)谠O(shè)備的允許范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，溫度變化如果超出允許范圍，不僅對(duì)主變自身有較大的危害，還會(huì)觸發(fā)保護(hù)出口，使主變退出運(yùn)行，造成機(jī)組跳閘、線路開(kāi)關(guān)跳閘等重大事故。

1 事件現(xiàn)象

1號(hào)機(jī)組處于B級(jí)檢修期間，1號(hào)主變?cè)?號(hào)機(jī)組大修停運(yùn)時(shí)一起停役，完成主變小修工作后提前復(fù)役。此時(shí)狀態(tài)為機(jī)組在檢修，主變?cè)谶\(yùn)行，1號(hào)機(jī)尾水管已排水，故主變冷卻水排至2號(hào)機(jī)尾水管。1號(hào)主變投入運(yùn)行后，其本體油溫和繞組溫度以每天5℃左右上升，5天后達(dá)到65℃左右。而正常情況下，主變空載運(yùn)行時(shí)按冷卻器投退控制邏輯，投入1臺(tái)冷卻器運(yùn)行，其本體油溫和繞組溫度保持在34℃左右。

2 原因分析及處理

從上述現(xiàn)象來(lái)看，顯然存在不正常因素，才會(huì)導(dǎo)致空載運(yùn)行中的主變本體油溫和繞組溫度穩(wěn)定、異常上升。那么，我們需要從各方面考慮該因素存在的可能。

2.1 二次元件，如溫度傳感器故障的判斷

考慮到主變的油和繞組的溫度是慢慢升高，不是瞬時(shí)陡升，上位機(jī)溫度指示、現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)均符合實(shí)際值，一般不太可能出現(xiàn)幾個(gè)溫度傳感器同時(shí)故障的情況。并且，在后來(lái)當(dāng)改由負(fù)載冷卻水進(jìn)行冷卻時(shí)，各溫度指示有明顯回落，可以判斷不是二次元件故障引起。

2.2 主變內(nèi)部故障或電氣故障

1號(hào)機(jī)處于檢修狀態(tài)，不會(huì)對(duì)主變產(chǎn)生影響。而主變本身在空載運(yùn)行，且上位機(jī)沒(méi)有任何相關(guān)的報(bào)警信息。同時(shí)上位機(jī)也沒(méi)有發(fā)出任何保護(hù)報(bào)警信號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)檢查主變運(yùn)行聲響正常，主變高、低壓側(cè)絕緣套管無(wú)放電等異常現(xiàn)象。因而在得到維護(hù)人員對(duì)主變油樣化驗(yàn)結(jié)果正常的確認(rèn)后，可以否定這一推測(cè)。

2.3 冷卻器臺(tái)數(shù)不夠

主變自帶4臺(tái)冷卻器，正常控制方式在“REMOTE”，當(dāng)主變空載運(yùn)行時(shí)，投入1臺(tái)冷卻器運(yùn)行；當(dāng)主變冷卻器全停時(shí)，可允許主變空載運(yùn)行4h，但主變上層油溫升不得超過(guò)55K。在發(fā)現(xiàn)主變各溫度指示異常后，現(xiàn)場(chǎng)工作人員將冷卻器控制方式切至“LOCAL”，手動(dòng)將4臺(tái)冷卻器全部投入運(yùn)行，觀察一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)溫度并沒(méi)有回落跡象，且仍有上升趨勢(shì)?？紤]到主變?cè)诳蛰d狀態(tài)運(yùn)行，按正常情況投1臺(tái)冷卻器即可，現(xiàn)在全投入還是不夠，說(shuō)明和冷卻器臺(tái)數(shù)不夠無(wú)直接聯(lián)系。

2.4 冷卻水流量不夠

對(duì)1號(hào)主變的冷卻水流量進(jìn)行確認(rèn)，經(jīng)過(guò)對(duì)所有冷卻器的進(jìn)、出流量計(jì)進(jìn)行觀察，現(xiàn)場(chǎng)指示均顯示滿格，說(shuō)明流量應(yīng)該滿足；同時(shí)對(duì)流量計(jì)本身進(jìn)行檢查，確定每個(gè)流量計(jì)均無(wú)異常；現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)5臺(tái)主變空載冷卻水泵，增加冷卻水流量，觀察一段時(shí)間后無(wú)明顯效果，由此，可以排除冷卻水不足引起溫度升高。

2.5 冷卻水管路上有閥門位置不對(duì)或有漏水情況

3號(hào)主變?cè)?jīng)出現(xiàn)過(guò)因主變空載冷卻水電動(dòng)閥后的隔離閥沒(méi)有打開(kāi)到全開(kāi)位置引起各溫度異常升高的事件。對(duì)1號(hào)主變冷卻水管路進(jìn)行全面檢查，對(duì)所有閥門進(jìn)行開(kāi)關(guān)試驗(yàn)，并在機(jī)械班的配合下，確定管路上所有閥門位置均在正常位置，且未發(fā)現(xiàn)明顯漏水現(xiàn)象，因而也就排除了該情況。

2.6 冷卻水排水不暢

為驗(yàn)證這個(gè)推測(cè)，我們啟動(dòng)1號(hào)機(jī)技術(shù)供水泵，打開(kāi)1號(hào)主變負(fù)載冷卻水進(jìn)水閥，關(guān)閉1號(hào)主變空載冷卻水電動(dòng)閥，通過(guò)負(fù)載冷卻水來(lái)冷卻。在大大提高冷卻水的壓力和流量時(shí)觀察溫度變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各溫度呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明的確是冷卻水回路有問(wèn)題?？紤]到1號(hào)主變冷卻水是通過(guò)熱力測(cè)量管排到2號(hào)機(jī)尾水管，此時(shí)2號(hào)主變冷卻水也是通過(guò)同一個(gè)排水管排到尾水管，且兩條管路的接入點(diǎn)很接近，可能由于2號(hào)主變的冷卻水排水時(shí)阻礙了1號(hào)主變的排水，造成1號(hào)主變排水不暢，需要更大的壓力才能達(dá)到同樣的效果；所以決定關(guān)小2號(hào)主變冷卻水排水閥，監(jiān)視2號(hào)主變溫度正常，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變溫度仍然沒(méi)有好轉(zhuǎn)，說(shuō)明排水不暢引起溫度升高不成立。

2.7 主變冷卻器管路上有空氣

考慮到1號(hào)主變剛剛經(jīng)過(guò)小修，主變冷卻水管路排過(guò)水，且管路本身也較長(zhǎng)，可能在恢復(fù)過(guò)程中管路沖水時(shí)沒(méi)有徹底將管內(nèi)空氣有效排出。同時(shí)正常運(yùn)行中的2號(hào)機(jī)尾水管壓力比較高，導(dǎo)致空氣被壓縮在1號(hào)主變的冷卻器內(nèi)，不能通過(guò)排水口有效排氣，使冷卻效果大大降低。因而決定暫時(shí)停止1號(hào)機(jī)尾水管內(nèi)所有工作面，短時(shí)將1號(hào)主變冷卻水排回1號(hào)機(jī)尾水管，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變各溫度很快下降。之后再切回到2號(hào)機(jī)尾水管時(shí)，1號(hào)主變各溫度沒(méi)有繼續(xù)上升，說(shuō)明管路內(nèi)部的確有空氣擠壓在里面，而2號(hào)機(jī)尾水管壓力過(guò)大，使得空氣無(wú)法排出，導(dǎo)致冷卻效果不理想。后來(lái)管路中空氣通過(guò)1號(hào)機(jī)尾水管排出后就恢復(fù)了正常。

3 結(jié)束語(yǔ)

主變作為電站的主要設(shè)備之一，確保其健康穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電站安全生產(chǎn)中起著重要作用。經(jīng)過(guò)對(duì)1號(hào)主變各溫度指示異常上升事件的原因分析和處理，考慮到實(shí)際工作中的可行性，提出幾點(diǎn)建議:

(1)在主變檢修時(shí)對(duì)溫度傳感器等二次回路設(shè)備進(jìn)行檢查和較驗(yàn)。

(2)在主變檢修時(shí)對(duì)主變冷卻器的投退邏輯進(jìn)行檢驗(yàn)。

(3)在主變檢修如冷卻水管排空，則恢復(fù)時(shí)一定要對(duì)管路和冷卻器進(jìn)行充分排氣后再投入使用。

(4)在主變冷卻水進(jìn)水管和出水管上加裝流量計(jì)，可提高對(duì)主變冷卻水流量的監(jiān)視。

(5)在主變冷卻水不是正常的運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)該密切注意主變各溫度指示的變化情況，當(dāng)各溫度指示升到一定程度時(shí)，可關(guān)閉主變冷卻水電動(dòng)閥，手動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)技術(shù)供水泵給主變冷卻水加壓，增加流量，等溫度回落后停泵。