220KV變電站主變大修可行性研究

邢艷榮 秦佳偉

(1.內蒙古烏海職業技術學院電力系,內蒙古烏海 016000;2.內蒙古君正能源化工股份有限公司,內蒙古烏海 016000)

220KV變電站主變大修可行性研究

邢艷榮1秦佳偉2

(1.內蒙古烏海職業技術學院電力系,內蒙古烏海 016000;2.內蒙古君正能源化工股份有限公司,內蒙古烏海 016000)

某變電站#1主變已運行10年,10年來該變壓器低壓側曾發生短路、接地事故多起。曾委托我單位的對變壓器進行局部放電試驗和繞組變形試驗,試驗表征為該變壓器可能發生繞組移位變形現象,再加上電力行業相關要求,運行滿10年的變壓器應該進行本體大修。

主變大修 局部放電試驗 繞組變形試驗 本體大修

某變電站#1主變型號為SFPZ10-150000/220三相風冷強迫油循環變壓器,2004年6月投入運行至今已運行十年,運行十年來,變壓器低壓側近端共發生相間短路4起,遠端發生相間短路4起、單相接地事故10起,由于這臺變壓器可能發生過多次突發短路,2012年11月7日委托我單位對#1主變做了局部方電試驗和繞組變形試驗,主變的低壓繞組b、c相可能有位移變形,平衡繞組c相有繞組扭曲變形和鼓包的可能。《電力變壓器檢修導則》DLT 573-2010電力行業標準要求：變壓器在投入運行10年后應進行大修。

1 主變概況

變電站220KV系統接線方式采用單電源進線,由發電事業部253線路供電。220KV母線采用單母接線方式,變電站兩臺變壓器,#1主變容量為150MVA。

變電站#1主變型號為SFPZ10－180000/220三相風冷強迫油循環變壓器。2004年6月投入運行,負荷為實業公司的8臺12．5MVA硅鐵爐及I期、II期電石爐公用廠用設施,變壓器負荷率為80%。

圖1 變電站主接線方式

圖2 變電站#1主變

圖3 主變高壓側三相頻響特性曲線

2 主變運行工況

變電站#1變壓器最大有功負荷為105MW,無功負荷為60Mvar,最大負荷率為80%。運行九年來,變壓器低壓側近端共發生相間短路4起,遠端發生相間短路4起、單相接地事故10起。

歷年對變壓器進行常規性高壓預防試驗、油色譜分析、油質分析等各項試驗數據均在合格范圍內,試驗數據與往年數據相比也無較大變化,初步判斷變壓器各部位絕緣狀態良好。根據該廠提供的變壓器運行情況及低壓側出口相間短路情況分析,建議該廠進行變壓器頻響特性試驗、低電壓短路阻抗試驗、感應耐壓試驗帶局部放電測量等相關試驗,以判斷變壓器低側繞組線圈是否發生縱向或橫向變形。

表1 主變局放試驗數據

圖4 主變低壓側三相頻響特性曲線

圖5 主變平衡繞組頻響特性曲線

3 主變試驗情況

(1)局部放電試驗;2012年11月7日#1主變做了相關試驗,試驗結果如表1。

試驗數據解釋：220kV變電站1號主變壓器在1．3Um/(189kV)的測量電壓下,視在局部放電量的連續水平不大于300pC,1號主變壓器局部放電測量結果符合標準規定。

(2)繞組變形試驗;繞組變形試驗是在較高頻率的電壓下,變壓器的每一個繞組均視為一個由線性電阻、電感、電容等分布參數構成的無源性雙口網絡,其內部特性可通過傳遞函數描述如果繞組發生變形,繞組內部的電感、電容等參數必然改變,導致等效網絡傳遞函數的零點和極點發生變化,使網絡的頻率響應特性發生變化。用頻率響應分析法檢測變壓器繞組變形,是通過檢測變壓器各個繞組的幅頻響應特性,并對檢測結果進行縱向或橫向比較,根據幅頻響應特性的差異,判斷變壓器可能發生的繞組變形。（如圖3-圖5）

試驗數據解釋：主變高壓側三相繞組頻率響應曲線橫向比較低頻段A、B相低于規程要求,中頻段及高頻段都高于規程要求;低壓側三相繞組頻率響應曲線橫向比較中頻段A、C相低于規程要求,低頻段及高頻段均高于規程要求;平衡繞組側三相繞組頻率響應曲線橫向比較低頻段AB、CA相及BC、CA相低于規程要求,中頻段及高頻段都高于規程要求。

4 主變大修必要性研究

220kV變電站1號主變壓器受短路沖擊后,停電作進一步的試驗檢查：首先對變壓器油做色譜分析,結果正常;隨后進行變壓器全面的電氣試驗,包括絕緣測試、變比和直阻等常規試驗,測量結果正常;1號主變壓器局部放電測量結果符合標準規定,三相繞組頻率響應曲線數據一致性較好,結合局部放電試驗和繞組變形試驗結果,判斷變壓器內部線圈開路、短路和絕緣損壞的可能性較小。

繞組變形試驗,從該主變近期繞組變形三相之間的測試數據,以及對比2003年主變出廠時的圖譜來看,高壓繞組相關性較好,低壓繞組b、c相比較差,在100－600kHz范圍內諧振峰值發生改變,可能有位移變形;平衡繞組和c相有關的圖形在100－600kHz范圍內諧振峰值發生較大改變,個別諧振峰相位放生了改變,通常預示著繞組發生扭曲和鼓包等局部變形現象。

局放試驗,由于該變壓器的現場局放檢測與出廠試驗下的環境、施加電壓均不相同,沒有可比性,因此應與現場交接試驗比較,判斷局放數據好壞。該變壓器是變壓器廠較早期(2000年前后)的產品。 根據用戶提供的相關信息,該制造廠的同類產品抗短路能力較差,在網運行的變壓器多臺次發生因突發短路(短路電流遠低于國家標準)損壞繞組的案例。在其設計、制造中有抗短路能力不足的家族性缺陷。

綜上所述,由于這臺變壓器可能發生過多次突發短路,主變的低壓繞組b、c相可能有位移變形,平衡繞組c相有繞組扭曲變形和鼓包的可能。為了保證變壓器的安全運行,消除安全隱患,避免發生最大事故,建議此臺變壓器返廠解體檢查。根據檢查結果,依據當前國家標準和ABB的設計、工藝、材料等規范對其重新設計制造,進行翻新修復,使之滿足用戶對變壓器的抗短路能力要求。初步判斷慧通220kV變電站1號主變壓器低壓側及平衡繞組輕微變形,但可繼續運行。運行期間進行正常例行巡視、狀態監督,預防性試驗周期按規程要求正常執行。

5 電力行業對變壓器檢修標準的要求

(1)變壓器在投入運行10年后應進行大修。(2)當變壓器承受出口短路后,經綜合診斷分析,可考慮進行吊罩大修。(3)運行中的變壓器,當發生異常狀態或有內部故障時應進行大修。

6 計劃變壓器大修檢修項目

6.1 檢修周期

(1)計劃性檢修時間約為12—15天工期(需24小時進行檢修)。

(2)故障性檢修周期：若變壓器繞組線圈發生縱向或橫向變形,變壓器需返廠維修,檢修時間約為50—60天工期。

6.2 檢修項目

(1)變壓器吊罩檢查繞組、鐵芯;(2)更換變壓器所有密封墊;

(3)更換蝶閥、潛油泵;(4)更換變壓器高壓套管引線接頭;(5)二次控制回路檢查、檢修。

綜上所述,為保證電力設備的穩定運行及相關經濟效益,該廠變電站#1主變的大修工作確需進行。

[1]國家能源局.DL/T573-2010《電力變壓器檢修導則》.中國電力出版社,2010.

[2]DL/T596-1996《電力設備預防性試驗規程》.中國電力工信部,1996.

[3]國家電網公司《.電力安全工作規程》(變電部分)中國電力出版社,2010.

[4]國家經濟貿易委員會.DL/T838-2003《發電企業檢修導則》.中國電力出版社,2003.

[5]國家建設部.GB50150-200《6電氣設備安裝工程交接驗收試驗標準》.2006.