某220kV主變油溫高報警原因分析及處理方法

明家輝 楊發(fā)宇 鄒婕

摘 要：針對某220kV變壓器發(fā)油溫高報警信號，通過紅外測溫、分析負荷曲線等手段，逐步排除主變發(fā)熱的可能原因，最終得出結論是由于冷卻系統(tǒng)效率下降導致主變發(fā)熱。為減小在帶電運行主變上工作的風險，采用高壓氣體清洗冷卻器油管，經過清洗，冷卻系統(tǒng)效率恢復明顯，主變油溫逐步恢復正常。

關鍵詞：變壓器；油溫高；冷卻器；高壓氣體清理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.168

0 引言

變壓器在運行過程中，鐵芯、繞組中會產生損耗，同時伴隨著發(fā)熱現(xiàn)象的存在，而一般油浸變壓器繞組采用A級絕緣，繞組允許溫度可達105℃，過高的溫升會使變壓器繞組發(fā)熱，絕緣下降。溫升超過限值一定時間將導致變壓器絕緣受損，甚至縮短壽命。因此在變電運行過程中，快速查找到變壓器異常發(fā)熱原因，能有效避免變壓器溫度過高造成更嚴重的電網安全事故的發(fā)生。

1 某220kV變壓器油溫高案例情況簡介

220kV某變電站2號主變投運時間為1997年8月20日，累計運行21年。

2018年04月09日19：58分，220kV某變電站發(fā)出“2號主變油溫高報警的信號”。后臺顯示油溫77℃，現(xiàn)場測溫冷卻器上層連接管溫度78℃，下層80℃。經現(xiàn)場檢查，油閥正常，油流繼電器正常，風扇全啟運行正常。

實時有功76.9MVA，負載率為42.7%。2號主變潛油泵正常開啟，上下油管溫差2度左右，2號主變油位為刻度9處，符合溫度-油位曲線。各散熱片溫度均勻油溫表1，2均讀數在78℃左右，后臺無繞溫遙測量。1號主變?yōu)樽匀伙L冷，型號廠家均不一樣，2017年投產，無法進行橫向對比。

2 某220kV變壓器油溫高原因分析

2.1 負荷變化分析

針對“2號主變油溫高報警的信號”運行人員通過后臺監(jiān)控調取了近一周的監(jiān)控數據，近一周油溫最大值在75℃-81℃之間，并且時間油溫最大值發(fā)生時間集中在23：00-00：00之間。分析后臺的溫度變化曲線可知，當日溫度變化趨勢與負荷變化基本一致，且近一周主變負載率都在50%左右波動，可以排除是因為負荷過大導致主變油溫升高。

2.2 內部發(fā)熱點查找

通過對220kV某變電站2號主變整體測溫分析，可以發(fā)現(xiàn)主變本體發(fā)熱均勻，無明顯過熱點。其次，主變保護并未有保護啟動報文，可暫時排除主變壓器內部有故障導致發(fā)熱。

2.3 冷卻系統(tǒng)排查

220kV某變電站2號主變冷卻方式為強迫油循環(huán)風冷，變壓器油由冷卻器下連接管進入冷卻器散熱片，經過散熱片后由上連接管回到變壓器本體。

冷卻器的冷卻性能對變壓器冷卻性能影響顯著，為了增強冷卻器的散熱效率，冷卻器油管表面設計成了凹凸狀，增加了油管的表面積更有利于散熱，但同時也存在一定的缺陷，即油管更容易堆積灰塵。油管表面經過長時間堆積過多灰塵，導致冷卻器散熱性能下降，當散熱效率下降低于主變繞組發(fā)熱效率時，熱量積累將導致主變油溫升高。

3 主變油溫高報警處置方法及措施

由上述分析可知，主變油溫高是冷卻器油管灰塵堆積使散熱性能下降導致的，針對此情況，檢修人員提出兩種處理方法：

（1）用高壓水槍沖洗冷卻器油管；

（2）用高壓氣體清理冷卻器油管。

由于主變處于運行狀態(tài)，考慮到用水沖洗作業(yè)風險較大，最終決定用高壓氣體對主變散熱器進行清理，用高壓氣體清理散熱器。

現(xiàn)場安全措施：

由于220kV某變2號主變采用強迫油循環(huán)風冷冷卻方式，當主變投入運行方式時，所有冷卻器退出運行，此時發(fā)出“冷卻器全停”光字牌，同時啟動20min和60min延時跳閘倒計時，20min后主變上層油溫信號達85℃時，跳閘出口；當主變上層油溫信號低于85℃時，60min后跳閘出口。因此，在檢修人員進行清理作業(yè)同時，運行人員在后臺實時監(jiān)控主變油溫變化情況，并且每隔15min重啟停運的冷卻器，防止出現(xiàn)“冷卻器全停”跳閘出口，跳開主變的情況。

4月10日220kV 2號主變冷卻器油管清理作業(yè)完成。隨之， “2號主變油溫高”的報警信號復歸，當晚21：00分時主變負荷為80MW，而溫度為56.23℃，現(xiàn)場對主變測溫為55℃。2號主變運行正常。由近兩天的油溫變化（如下圖1、圖2所示）對比情況可知，主變冷卻器清理作業(yè)效果明顯。

4 結束語

目前，強油循環(huán)風冷變壓器在電網中占了相當大的比重，鋸齒型冷卻器油管設計在電網中也占多數，為了電網能夠更加安全穩(wěn)定的運行，應對這部分變壓器的冷卻油管加強清潔維護，避免因長時間運行積累過多的灰塵導致冷卻性能下降，從而造成主變絕緣降低等損傷。在條件允許的情況下，可以考慮對主變進行改造或更換，將冷卻器油管更換為片狀，既增大了散熱面積，同時避免灰塵的積累，可保證變壓器有一個更穩(wěn)定可靠的運行環(huán)境。

參考文獻：

[1]鄭雷，李強.變壓器管式冷卻系統(tǒng)的片式改造[J].變壓器，2012，49（02）.

[2]于強，王天正，王建偉.220kV主變壓器發(fā)熱異常的原因分析及處理[J].山西電力，2016（03）.

[3]龐營.變壓器發(fā)熱與散熱的數學研究[J].中國科技信息，2014（01）.