500kV變電站主變壓器的運(yùn)行和維護(hù)

王治宇

摘要：作為變電站的核心設(shè)備，主變壓器既關(guān)系著變電站的安全和穩(wěn)定，同時(shí)也會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)有著重要的影響作用。500kV變電站是主干網(wǎng)當(dāng)中的一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，將直接影響著電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。文章主要針對(duì)500kV變電站主變壓器配置原則、運(yùn)行以及維護(hù)等方面進(jìn)行了分析，以及時(shí)解決問(wèn)題，最大限度降低危害。

關(guān)鍵詞：500kV變電站;主變壓器;一次設(shè)備;二次設(shè)備;電力系統(tǒng)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有效地推動(dòng)了電網(wǎng)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，在此背景之下500kV變電站隨之增多，這給變電站的運(yùn)行和維護(hù)提出了新的挑戰(zhàn)。變電器作為電力系統(tǒng)當(dāng)中非常重要的電力設(shè)備，保障其運(yùn)行的安全性和可靠性，將直接影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。由于變電器在運(yùn)行期間不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種故障，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，最大限度降低危害，有必要對(duì)其運(yùn)行狀況和維護(hù)進(jìn)行分析。

1 主變壓器保護(hù)的配置原則

變壓器在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，鐵芯和其他金屬部分非常容易發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象，而過(guò)勵(lì)磁保護(hù)則主要用于防止這種過(guò)熱情況的發(fā)生。立足于變壓器的容量、運(yùn)行等方面的具體情況，對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，選擇使用過(guò)電流進(jìn)行保護(hù)，可以有效的提高電力系統(tǒng)安全性，保障其連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)變壓器繞組和引出線(xiàn)發(fā)生相間短路時(shí)作為差動(dòng)保護(hù)后備。

由于變壓器在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中可能會(huì)發(fā)生各種各樣的故障，為了最大限度地降低故障所帶來(lái)的損失，可將復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流作為后備，主要負(fù)責(zé)內(nèi)部短路、相應(yīng)母線(xiàn)和出線(xiàn)部分。如果設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，則十分容易對(duì)設(shè)備造成損壞，在此時(shí)就應(yīng)當(dāng)安裝過(guò)負(fù)荷保護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并且達(dá)到設(shè)定的保護(hù)上限能夠及時(shí)發(fā)出信號(hào)警報(bào)。大型變壓器在運(yùn)行當(dāng)中易出現(xiàn)過(guò)勵(lì)磁現(xiàn)象，針對(duì)這一情況可裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)，以及過(guò)電壓保護(hù)，同時(shí)設(shè)定時(shí)限到達(dá)上限自動(dòng)跳閘。進(jìn)行縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，負(fù)責(zé)保護(hù)繞組匝間短路、變壓器繞組等。對(duì)變壓器油溫、繞組溫度過(guò)高及油箱壓力過(guò)高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)變壓器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置和規(guī)定，裝置相應(yīng)的保護(hù)裝置，及時(shí)發(fā)出信號(hào)或者自動(dòng)跳閘。

2 在運(yùn)行當(dāng)中存在的問(wèn)題

設(shè)備所存在的缺陷，依據(jù)威脅程度可以將其分作三類(lèi)，一類(lèi)缺陷主要是指當(dāng)中設(shè)備發(fā)生故障之時(shí)，對(duì)于人和設(shè)備的威脅將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)爆發(fā)，甚至立即爆發(fā)。二類(lèi)和三類(lèi)缺陷相較于一類(lèi)缺陷，對(duì)于處理速度的要求相對(duì)較低，在此重點(diǎn)對(duì)一類(lèi)缺陷進(jìn)行了分析。

變電站在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，一般性的故障主要包括了設(shè)備發(fā)熱、外部損壞、開(kāi)關(guān)故障等。而對(duì)于主變壓器而言，最為常見(jiàn)的故障就是發(fā)熱和漏油故障。

在一次設(shè)備當(dāng)中，主要要考慮開(kāi)關(guān)之上容易發(fā)生的故障，而這些故障又主要是由滅弧室SF₆壓力過(guò)低，或者液壓系統(tǒng)壓力低而引起的閉鎖分、合閘問(wèn)題。針對(duì)SF₆壓力，在開(kāi)關(guān)之上通常都會(huì)設(shè)置警報(bào)接點(diǎn)。從發(fā)出警報(bào)開(kāi)始，一直到閉鎖分閘之間將會(huì)提供充足的時(shí)間，以便于維護(hù)人員能夠有充足的時(shí)間進(jìn)行分析和處理。針對(duì)液壓機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)問(wèn)題，對(duì)其故障的判斷重點(diǎn)是找準(zhǔn)發(fā)生故障的正確地點(diǎn)，是液壓機(jī)構(gòu)導(dǎo)致的故障，或者是二次回路帶來(lái)的問(wèn)題。在開(kāi)關(guān)發(fā)生漏氮問(wèn)題之時(shí)，裝置將會(huì)自動(dòng)閉鎖重合閘，在經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)之后才會(huì)再次恢復(fù)正常運(yùn)行，短時(shí)間內(nèi)是不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成太大的影響。

在二次設(shè)備當(dāng)中，保護(hù)裝置通常會(huì)發(fā)生裝置插件故障等問(wèn)題。由于500kV變電站通常都是使用雙重化配置，而這種配置在變電站的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，將會(huì)閉鎖對(duì)應(yīng)的保護(hù)模塊。

通常而言，跳閘情況是變電保護(hù)出現(xiàn)的主要情況，在發(fā)生跳閘之時(shí)，作為相關(guān)的維護(hù)人員，首要工作就是找出發(fā)生故障的根本原因，然后再將其恢復(fù)到正常送電狀態(tài)。如果能夠找到具體發(fā)生故障的地方，可以利用遙控的方式將故障點(diǎn)隔離在外，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)其他設(shè)備和降低故障設(shè)備損壞的目的。在正式開(kāi)始送電之前，尤其需要注意的是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)故障檢查，在確定沒(méi)有故障之后方能繼續(xù)正常使用，保持正常送電狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電路不能正常閉合之時(shí)，在這種情況之下可以不用進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，而當(dāng)開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)動(dòng)作、母線(xiàn)故障以及失電、主變故障都需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。針對(duì)這種類(lèi)型的故障，要求要及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并且快速地進(jìn)行處理，用最短的時(shí)間處理故障問(wèn)題，將損害降到最低，有效地保護(hù)相關(guān)設(shè)備和提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。這就要求相關(guān)工作人員在進(jìn)行日常的維護(hù)工作之時(shí)，應(yīng)當(dāng)高度重視該工作，充分認(rèn)識(shí)到維護(hù)工作的重要性。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)交、直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及運(yùn)行維護(hù)工作。進(jìn)行有效的視頻監(jiān)管，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題處理問(wèn)題。除此之外，在進(jìn)行設(shè)備選型之時(shí)，采取措施消除矛盾。

3 維護(hù)和故障處理

在進(jìn)行故障排除之時(shí)，需要注意以下五種情況：第一，在變壓器的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，注意觀(guān)察油位和溫度、聲音情況。當(dāng)油位下降的程度超過(guò)正常速度之時(shí)，則應(yīng)當(dāng)檢查是否出現(xiàn)漏油狀況。同時(shí)仔細(xì)檢查冷卻系統(tǒng)，是否能夠保障及時(shí)降溫，避免過(guò)熱現(xiàn)象。第二，檢查變壓器負(fù)荷情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)負(fù)荷超過(guò)規(guī)定則必須立刻減小，避免長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷狀況而給設(shè)備帶來(lái)的損害，提高設(shè)備使用壽命，確保安全性和可靠性。第三，如果變壓器內(nèi)部出現(xiàn)噪音，發(fā)出爆裂聲，出現(xiàn)持續(xù)升溫的現(xiàn)象等問(wèn)題，在此時(shí)就必須停機(jī)進(jìn)行檢查。第四，漏油現(xiàn)象嚴(yán)重之時(shí)，一方面要及時(shí)加油，保障用油正常，另一方面及時(shí)采取措施進(jìn)行維修。第五，在油位上升之時(shí)，需要注意的是控制最高油位，確保不會(huì)出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，否則應(yīng)當(dāng)及時(shí)放掉多余的油。

做好運(yùn)行當(dāng)中的檢查工作。依據(jù)漏油范圍判斷是否發(fā)生故障，依據(jù)油的溫度確認(rèn)目前運(yùn)行狀態(tài)，與此同時(shí)做好冷卻系統(tǒng)的檢查工作，確認(rèn)其能夠正常運(yùn)行，及時(shí)降溫。通常情況，對(duì)于變壓器的內(nèi)部故障問(wèn)題，主要通過(guò)日常經(jīng)驗(yàn)，以及相關(guān)的監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行判斷。當(dāng)狀態(tài)屬于正常范圍之時(shí)，油質(zhì)呈現(xiàn)一種微黃透明狀態(tài)。如果油面低于正常高度，維護(hù)工作人員應(yīng)當(dāng)引起重視，檢查是否出現(xiàn)了漏油情況;油面高于常態(tài)，則需要檢查冷卻裝置。變壓器處于正常運(yùn)行的狀態(tài)之時(shí)，所發(fā)出的聲音主要是來(lái)自于電磁的類(lèi)似嗡嗡的聲音，如果在進(jìn)行檢查維護(hù)之時(shí)，發(fā)現(xiàn)聲音異常，比如出現(xiàn)爆裂聲。在此時(shí)應(yīng)當(dāng)注意檢查，并且及是維修處理。注意保持套管的清潔狀況，避免套管出現(xiàn)裂縫，或者出現(xiàn)放電痕跡，電源、油泵等的運(yùn)行狀況是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和要求。

為了正確掌握機(jī)器的運(yùn)行情況，需要針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式，以及負(fù)荷狀態(tài)等進(jìn)行研究和分析。通常故障一般容易發(fā)生在開(kāi)關(guān)、套管等部位。在設(shè)備的制造過(guò)程當(dāng)中的失誤和制造工藝問(wèn)題，以及檢修過(guò)程當(dāng)中損壞和損壞其絕緣部分，則容易造成繞組故障。水分的滲入進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)劣化，從而使得部分繞組暴露在空氣當(dāng)中，也容易造成繞組問(wèn)題。當(dāng)上述的幾個(gè)部分被擊穿，則會(huì)造成不同程度的故障，并且給相應(yīng)的設(shè)備帶來(lái)?yè)p壞，甚至引起重大的安全問(wèn)題，影響主變壓器運(yùn)行的安全性和可靠性。當(dāng)絕緣發(fā)生劣化現(xiàn)象，或者水分的侵蝕，則容易發(fā)生套管故障。引發(fā)開(kāi)關(guān)故障的因素較多，因?yàn)槁萁z松動(dòng)、絕緣板不良等都會(huì)引起開(kāi)關(guān)之上的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)500kV變電站主變壓器運(yùn)行和維護(hù)之時(shí)，應(yīng)當(dāng)立足于500kV變電站的特點(diǎn)和具體情況，同時(shí)做好日常維護(hù)工作，嚴(yán)格遵守變壓器配置保護(hù)原則，從一次和二次設(shè)備著手，注意當(dāng)中的發(fā)熱、漏油等問(wèn)題。及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，并且分析故障發(fā)生原因，然后進(jìn)行針對(duì)性地維護(hù)，提高維護(hù)工作效率和質(zhì)量。有效地控制故障損壞范圍，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。除此之外還需要加強(qiáng)監(jiān)控工作，及時(shí)掌握設(shè)備狀況，有效提高設(shè)備使用壽命，確保正常送電。

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