油田35 kV變電所單臺主變壓器特性及故障分析

孫 婷

（中國石油集團電能有限公司供電公司變壓器檢修工區，黑龍江 大慶 163000）

0 引 言

35 kV變壓器是電壓變換、電能控制的主要場所。近幾年，隨著經濟的發展，我國油田不斷建設該變電所。由于維修費用較高，深入了解油田變電所的基本特性，成為當前的重點任務。因此，需針對特性加強日常維護，深入研究其設計發展方向，以確保變電所正常運行。

1 油田35kV變電所單臺主變壓器特性

通常情況下，各35 kV/10 kV變電所都會有2臺或2臺以上的高壓電動機，額定電壓常為6 kV。當電動機的啟動電流較大時，會導致主變壓器過流保護或發生負荷變化。因此，通常為了避免發生此現象，并使主變壓器在檢修過程中方便轉移負荷，會采取單母分段的主接線方式，即2臺雙繞組變壓器并列運行。隨著生產的需要，這種運行方式逐漸被取代，變電所不再帶動電動機，考慮只投運1臺主變壓器。電網運行過程中會受到多種因素的干擾，使得電壓諧波增加，損耗隨之增加。同時，諧波電流也會增加負載損耗，二者的最終結果是使變壓器溫度升高。因此，為了提升變壓器運行的可靠性，當前在設計繞組熱點溫度時，會留有較大的空間[1]。通常采用相互負載法進行試驗，確定變壓器在運行時的額定溫度值，也可以獲取各項相關發熱時間的值。當得到相關數據后，可通過檢測器件保證設備的正常運行。同時，在正常運行的情況下，干式變壓器的使用壽命與繞組的絕緣熱點溫度變化有很大關系，而熱點壽命便是變壓器的使用年限。因此，若想使變壓器的使用年限達到最大，應繼續深入研究熱點溫度，尋找有效的方法使得系統降溫。在繞組設計上，應根據實際情況，按照實際需要，適當增加散熱面積，將不同直徑的氣道交錯放置，使得繞組有足夠的通風散熱空間，使得熱電溫度的升高值與平均溫度升高狀態相差無幾。

2 油田35kV變電所主變壓器故障及分析

2.1 瓦斯保護動作事故

當輕發生瓦斯保護動作時，主控室的事故信號喇叭會響起，且輕瓦斯動作信號牌會發出亮光。其中，可能發生的原因有氣體繼電器內有氣體聚積、油位過低等。當發生此事故時，首先應檢查信號是否錯誤發出，以及變壓器內的負荷、溫度、油位以及油色是否發生異常狀況。若油位過低，則應適當填油；若發生漏油情況且較為嚴重，則應停止運行變為主變。若瓦斯繼電器內產生氣體，則應針對氣體收集樣本，確定其基本成分。若為無色無味氣體且不可燃燒，則為空氣，消除后便可以繼續運行；若氣體可燃，則需停運，繼續檢查。輕瓦斯若發生保護動作后，應加強警惕，勤加巡查變壓器是否發生狀況。

當重瓦斯發生保護動作時，會自動跳閘，且主控室的事故信號喇叭響起，同時掉閘未復歸的重瓦斯動作信號光字牌會亮起。重瓦斯發生故障的主要原因是變壓器內部的故障，如相間短路、單相接地短路或單相匝間短路等。同時，外分接的開關接觸不穩定、變壓器附近發生了穿越性的短路等，也可能引起重瓦斯發生保護動作。因此，需徹底檢查，逐一排查。當重瓦斯發生保護動作后，基本處理流程與輕瓦斯類似，需對事故變壓器的周圍情況進行排查。但是，它也應按電力設備預防性試驗規程測試絕緣電阻、直流電阻等器件，并檢查二次回路，以免保護動作錯誤開啟。必要時，只能返廠維修。一旦發生重瓦斯動作，必須徹底排除故障，否則不可投入運行使用[2]。

2.2 主變差動保護動作

差動保護動作主要是用來保護變壓器的相間短路、變壓器繞組內部包括其引出的各種相間短路、變壓器單相匝間短路等。同時，它能夠保護主變各側差動電流互感器之間的電氣部分。發生差動保護時，會發生跳閘現象，主控室事故的信號喇叭會響起，掉閘未復歸的牌會變亮，差動繼電器的記憶燈也會隨之亮起。事故發生后，主要檢查三方面。第一，檢查變壓器本體、壓力釋放器、差動保護區的內瓷瓶以及引線等相關設備是否發生異常，或是否存在明顯缺陷。第二，檢查直流回路的兩點是否與地面相接，電流互感器的二次回路是否為正常狀態。當上述故障排除后，試探變壓器是否可以繼續運行。若仍舊存在故障，便檢查差動保護區內部設備是否發生故障。當繼電保護以及二次回路都未發生故障時，基本可以判定是主變壓器內部故障問題。此時，應停運等待檢修，直到完全排除故障后，方可繼續運行。差動保護以及重瓦斯保護動作同時發生時，會致使變壓器跳閘，必須檢查內部設備并試驗，否則不可投入運行，以免發生危險。

2.3 鐵芯多點接地

檢測方法如下。第一，測量鐵芯外接地線是否產生電流；第二，分析氣體色譜；第三，通過可燃氣體存在與否鑒定故障。對鐵芯地接的原因主要是在變壓器安裝過程中，強油管路中存在些許焊渣。當變電器投入運行后，焊渣會隨油流到變壓器內部，因此形成故障。此外，變壓器出廠時，會在鐵芯上部安裝固定釘，以免變壓器機身發生位移。但是，在其投入運行后，定位釘未能翻轉過來，便形成了鐵芯接地的故障。由發生原因可知，若發生故障，應首先考慮其中是否殘留焊渣，并檢查固定釘的位置是否正確。

2.4 樹枝狀放電

變壓器外部的高壓線圈常采取兩層2 mm的紙板做成圍屏，在圍屏與線圈之間又常常留有約30 mm的油間隙。為了保證此段距離不發生改變，常在高壓線圈的適當位置放置長墊塊，以此支撐。但是，在中部的墊塊常常位于線圈引線處，也是高度集中電場的地方，因此常會發生放電現象。久而久之，放電范圍擴大，便出現了樹枝狀的放電現象，由此將造成線圈的閘間短路。因此，樹枝狀放電故障并不是瞬間造成的，而是由于時間的累積，逐漸形成了這種放電方式。針對故障原因，常采取油色譜進行分析與鑒別，進而排除故障。

3 油田35kV變電所單臺主變壓器設計發展方向

隨著油田產能的飛速發展，我國35 kV變電站在油田中的修建越來越多。因此，需要考慮其設計發展方向。不僅要考慮電網本身的建設，也應考慮周邊的環境問題、協調等。

第一，節約用地。在滿足油田變電站使用功能的前提下，應使變電站所占面積最小，且與環境的適應能力最強。

第二，生態化。經濟飛速發展的同時，應更加深刻地認識到與大自然和諧共處的必要性。由于電力設施的特殊性，它的外觀設計顯得尤為重要。

第三，高科技。如今，雙變單變壓器運行技術尚未成熟，因此應投入更多的精力與財力，幫助油田變電站研究單臺變壓器運行技術。同時，應充分使用自動化工藝幫助單臺變壓器運行更加穩定，減少故障發生的可能。

第四，標準化。當前，國家電網對變電站設計推行了相關標準，不僅有效提升了設計質量，也縮短了設計周期。因此，油田35 kV變電所應根據國家相關規定，嚴格設計。通過變電站典型的設計方式，不但可以統一設備類型，也能夠規范管理，降低故障的發生幾率，提高設備運行性能，為油田帶來更高的經濟收益。即便發生故障，也能夠根據已有經驗縮短維修時間，幫助檢修人員及時排除故障。

4 結 論

綜上所述，油田35 kV變電所單臺變壓器的研究應更加深入，才能針對各種故障問題進行記錄，當發生故障時也能夠根據相關經驗及時解決。同時，設計時應遵循國家相關規定，合理設計35 kV變電所，使得故障的發生幾率降到最低，從而為國家創造更多的產能。

參考文獻：

[1] 尚胤彤.大慶油田35kV變電站一次設備狀態檢修分析[J].電世界，2017,58（5）：3-4.

[2] 樊志敏.油田35kV變電站設計的發展趨勢[J].油氣田地面工程，2014，33（11）：59.