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).