500kV大型變壓器事故與障礙分析

張漢思

摘 要：在500kV的變壓器中凡是因?yàn)樵O(shè)備原因和設(shè)備檢驗(yàn)確認(rèn)為有缺陷的，均被視為事故和障礙。至1999年國(guó)內(nèi)運(yùn)行的420臺(tái)變壓器中有30臺(tái)出事故，其中進(jìn)口變壓器18臺(tái)，占60%，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)變壓器占12臺(tái)，占40%。在30臺(tái)變壓器事故中，線(xiàn)圈損耗事故占22臺(tái)，套管爆炸或損耗占了5臺(tái)。其中1980年到1999年9月進(jìn)口變壓器障礙的主要原因是油色譜異常。對(duì)500kV變壓器的運(yùn)行進(jìn)行資料分析，變壓器障礙和異常情況分析。對(duì)500kV變壓器發(fā)生的事故做出相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：500kV；變壓器；事故和障礙

隨著現(xiàn)代社會(huì)的電力工業(yè)不斷的進(jìn)步和發(fā)展，尤其是建設(shè)500kV電網(wǎng)的速度不斷加快。80年代建設(shè)的制造行業(yè)已經(jīng)滿(mǎn)足不了500kV電力變壓器質(zhì)量和數(shù)量上需要了。隨著形勢(shì)的改變，市場(chǎng)上已經(jīng)引進(jìn)了一大批的變壓器。到了1999年低為止，國(guó)內(nèi)500kV的變壓器為420臺(tái)，容量為III465MVA，其中進(jìn)口的變壓器占了絕大部分。上海市電力公司對(duì)此專(zhuān)門(mén)成立了課題小組，對(duì)1980年-1999年500kV變壓器的事故的分析和故障的分析，對(duì)此類(lèi)問(wèn)題做出了相應(yīng)對(duì)策和相應(yīng)的建議。以減少500kV變壓器事故。

1 500kV變壓器事故和障礙的分析

1.1 變壓器的事故和障礙

500kV的變壓器事故和障礙的資料，來(lái)自于《1980年-1996年進(jìn)口變壓器的事故統(tǒng)計(jì)分析》、《1995年-1999年全國(guó)110kV及以上變壓器類(lèi)設(shè)備運(yùn)行情況及事故統(tǒng)計(jì)分析資料匯編》。下面對(duì)此事故和障礙做出下述定義：

1.1.1 設(shè)備本身原因

凡是因?yàn)樵O(shè)備本身的原因或者是系統(tǒng)中其它的因素使其設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，有現(xiàn)象表明設(shè)備明顯受損，需要修理后能正常使用，均可以列入事故統(tǒng)計(jì)中。

1.1.2 設(shè)備本身缺陷

凡是設(shè)備檢查確認(rèn)為有缺陷也能運(yùn)行的，但是需要檢修的，均列入障礙統(tǒng)計(jì)。

1.2 關(guān)于變壓器事故的統(tǒng)計(jì)資料

資料：至1999年底國(guó)內(nèi)運(yùn)行的500kV變壓器420臺(tái)，發(fā)生事故30臺(tái)。進(jìn)口變壓器事故18臺(tái)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)變壓器事故12臺(tái)，進(jìn)口變壓器事故率占60%，國(guó)產(chǎn)變壓器占40%。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，500kV變壓器事故發(fā)生越來(lái)越頻繁，引起了相關(guān)方面關(guān)注。

1.3 關(guān)于變壓器事故的分析原因

據(jù)資料顯示，在30臺(tái)變壓器事故當(dāng)中，線(xiàn)圈絕緣損耗事故占了22臺(tái)，占了72%。據(jù)分析主要原因包括：制造缺陷的變壓器而造成的正常電壓下絕緣擊穿損耗；線(xiàn)圈不穩(wěn)定，在外部區(qū)短路時(shí)損耗；線(xiàn)圈的絕緣程度不夠好，使變壓器損耗；套管爆炸或者損耗而造成的事故占5臺(tái)占17%。

1.4 關(guān)于進(jìn)口變壓器障礙的情況并分析其原因

在現(xiàn)有的資料中，工作人員發(fā)現(xiàn)在1980年到1999年9月全國(guó)共發(fā)生500kV進(jìn)口變壓器中障礙55臺(tái)，據(jù)分析，障礙的主要原因是油色譜異常，其中這個(gè)原因?qū)е掳l(fā)生的事故共25臺(tái)。可以看出，變壓器中溶解氣體的色譜室設(shè)備缺陷的關(guān)鍵因素。通過(guò)試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)放電性故障也是過(guò)熱性故障，可以利于查找故障部位。

2 500kV變壓器情況分析

2.1 關(guān)于變壓器運(yùn)行情況

1987年6月第一臺(tái)500kV變壓器被華東電網(wǎng)投運(yùn)于洛河電廠(chǎng)。至2001年底，以投運(yùn) 500kV變壓器126臺(tái)（其中包括3臺(tái)單相備用變壓器）。

2.2 關(guān)于變壓器的事故分析

至2001年底，華東電網(wǎng)500kV變壓器事故共發(fā)生了9臺(tái)，事故率每一百臺(tái)每年約1.13臺(tái)次。在500kV變壓器事故中進(jìn)口變壓器發(fā)生事故5臺(tái)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)變壓器發(fā)生事故2臺(tái)。事故資料如下：

2.2.1 4號(hào)聯(lián)變A相

于1993年2月，洛河電廠(chǎng)4號(hào)聯(lián)變A相，無(wú)人操作電網(wǎng)和無(wú)征兆狀況下變壓器突然起火，將其解體，發(fā)現(xiàn)原因是因?yàn)楦邏壕€(xiàn)圈對(duì)鐵芯放電而導(dǎo)致的情況。改組變壓器投運(yùn)實(shí)際運(yùn)行3年，其中3臺(tái)變壓器在正常情況下無(wú)征兆（A、B相）被主絕緣擊穿。檢查中發(fā)現(xiàn)C相有內(nèi)部發(fā)電性故障，還有3臺(tái)變壓器被返廠(chǎng)重修，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)C相存在問(wèn)題，以上問(wèn)題可以得出該組變壓器有很大的問(wèn)題。

2.2.2 4號(hào)聯(lián)變B相

于1989年8月，洛河電廠(chǎng)4號(hào)聯(lián)變B相突然異常的燒壞，將其解體，對(duì)其分析得出原因是因?yàn)楦邏簩?duì)地主絕緣放電而導(dǎo)致的異常情況。這組變壓器為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)變壓器引進(jìn)了新技術(shù)圓筒式線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)變壓器，華東電網(wǎng)正式投運(yùn)的第一組500kV變壓器在1987年被投入運(yùn)行當(dāng)中。

2.2.3 2號(hào)聯(lián)變A相

于1993年4月，江蘇電站2號(hào)聯(lián)變A相在運(yùn)行跳閘。該變壓器為進(jìn)口500kV變壓器。事故后，解體分析發(fā)現(xiàn)A相瓷套頂部第1-2片兩側(cè)邊和底部與法蘭盤(pán)相結(jié)合的地方西側(cè)有3個(gè)半圓形狀的放過(guò)電的痕跡，研究其原因是因?yàn)樘坠苄《茉诖笥曛幸鹆碎W絡(luò)。

2.2.4 4號(hào)聯(lián)變C相

于1999年6月，江蘇電站4號(hào)聯(lián)變C相，經(jīng)檢查判定套管漏油，相繼停止運(yùn)行。2號(hào)聯(lián)變和4號(hào)聯(lián)變同為1986年進(jìn)口500kV變壓器。后期檢測(cè)發(fā)現(xiàn)套管表面有裂紋，該套管質(zhì)量不高，存在缺陷。

2.2.5 1號(hào)聯(lián)變

于2001年2月，北侖電廠(chǎng)1號(hào)聯(lián)變，在正常運(yùn)行的情況下，突然起火。這組是進(jìn)口的500kV變壓器，有載調(diào)壓三相五柱變壓器。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，變壓器箱體嚴(yán)重受損，套管大部分被炸裂，高壓線(xiàn)圈在電動(dòng)力的作用下幾根導(dǎo)線(xiàn)斷股。事后判定該組變壓器存在很大的隱患，停止其運(yùn)行并退出。

2.3 關(guān)于變壓器現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收試驗(yàn)異常情況分析

華東電網(wǎng)從1987年建成進(jìn)口第一批500kV變壓器到目前為止累計(jì)進(jìn)口500kV變壓器100臺(tái)。進(jìn)口變壓器的供貨商有10家公司，總體看來(lái)變壓器質(zhì)量尚可，但隨著需要量的上漲，在運(yùn)行中，工作人員發(fā)現(xiàn)今年來(lái)驗(yàn)收試驗(yàn)中就發(fā)現(xiàn)了5臺(tái)變壓器存在著嚴(yán)重的問(wèn)題，引起了重視，情況如下：

2.3.1 2號(hào)主變B相

蘭亭2號(hào)進(jìn)口的500kV殼式變壓器，于1997年，2號(hào)主變B相在現(xiàn)場(chǎng)試中，發(fā)現(xiàn)局放量超標(biāo)，并有油色譜異常問(wèn)題。技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)B相變壓器解體檢測(cè)，觀察變壓器內(nèi)部絕緣板上已出現(xiàn)放電痕跡。

2.3.2 2號(hào)主變B相

蘭亭2號(hào)主變B相現(xiàn)場(chǎng)安裝后，于1997年現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)局放試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油色譜分析和乙炔氣體，其試驗(yàn)結(jié)果異常現(xiàn)象與上次B相故障原因相似。

2.3.3 3號(hào)主變A相

天荒坪3號(hào)主變室進(jìn)口500kV三相有載調(diào)變壓器。1998年對(duì)3號(hào)主變進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)局放試驗(yàn)，A相局放量高達(dá)10000pC，相應(yīng)的B相和C相的局放量?jī)H為80pC、50pC。解體返廠(chǎng)發(fā)現(xiàn)，局部放電是從靠近高壓引出線(xiàn)的紙絕緣筒開(kāi)始發(fā)展紙絕紙絕緣筒頂端。

2.3.4 1號(hào)主變局放量超標(biāo)

淮陰上河變電站1號(hào)主變是進(jìn)口的500kV三相載調(diào)變壓器，1998年出廠(chǎng)。1999年現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，局放量超過(guò)規(guī)定。經(jīng)協(xié)商，供貨商延長(zhǎng)3年保質(zhì)期條件。于1999年12月正式投入運(yùn)行。

2.3.5 3號(hào)主變局放量超標(biāo)

楊行3號(hào)主變是進(jìn)口500kV三相有載調(diào)壓變壓器。2000年進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，局放量超標(biāo)。運(yùn)到廣州變壓器廠(chǎng)修理后仍超標(biāo)，最后做退貨處理。

3 500kV變壓器事故的對(duì)策和建議

3.1 對(duì)進(jìn)口設(shè)備嚴(yán)格要求

從進(jìn)口500kV變壓器的事故和障礙的分析中，可以看出線(xiàn)圈和主絕緣體是使變壓器損壞的主要因素。這些嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題主要缺陷是變壓器的設(shè)計(jì)不合理、制造不成熟造成的。為預(yù)防500kV變壓器事故的發(fā)生，必須從設(shè)備招標(biāo)采購(gòu)、設(shè)計(jì)會(huì)、運(yùn)輸、工廠(chǎng)監(jiān)造、出廠(chǎng)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝、驗(yàn)收試驗(yàn)及運(yùn)行中檢測(cè)等方面全程的管理加強(qiáng)去重視。

3.2 根據(jù)實(shí)際要求采購(gòu)

在500kV變壓器招標(biāo)采購(gòu)環(huán)節(jié)，一部分單位沒(méi)有根據(jù)實(shí)際的需要，合理科學(xué)地提出變壓器設(shè)備的參數(shù)要求，只是單方面的去強(qiáng)調(diào)價(jià)格、短周期、低損耗、體積小，才使一些低質(zhì)量的產(chǎn)品進(jìn)入電力系統(tǒng)。還有許多的廠(chǎng)商為了滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，因此降低了成本，但是可靠性也隨之降低。

3.3 加強(qiáng)有效管理

現(xiàn)金，在500kV變壓器的安裝和檢收中加強(qiáng)有效的管理。在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)油色譜分析試驗(yàn)和感應(yīng)局放試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)變壓器中的絕緣異常及缺陷。

3.4 杜絕隱患

在500kV變壓器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是為了監(jiān)測(cè)變壓器中的絕緣隱患和問(wèn)題，可以防止發(fā)生變壓事故的發(fā)生。

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