火電廠變壓器運(yùn)行中的常見故障及對(duì)策分析

華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司 孫鵬濤

在火電廠主要輸配電的設(shè)備中變壓器占有相當(dāng)大的比重，而不同電壓等級(jí)、不同用途的變壓器能否安全長(zhǎng)期運(yùn)行，直接決定了火電廠發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定及可靠性。根據(jù)實(shí)際情況來分析變壓器在運(yùn)行中的常見故障，有很強(qiáng)的必要性。

電力變壓器的主要作用是將輸入電壓變成不同等級(jí)的輸出電壓，同時(shí)傳輸和分配電能。在電廠的實(shí)際應(yīng)用中電力變壓器的種類較多，也有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)。按照冷卻介質(zhì)的不同進(jìn)行分類，變壓器分為干式變壓器和油浸變變壓器以及充氣變壓器等。不同電壓等級(jí)、不同用途的變壓器能否安全長(zhǎng)期運(yùn)行，直接決定了火電廠發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定及可靠性。根據(jù)實(shí)際情況來分析變壓器在運(yùn)行中的常見故障，有很強(qiáng)的必要性[1]。

1 變壓器結(jié)構(gòu)組成

繞組。作為電力變壓器的基礎(chǔ)器件，主要由銅線或鋁線所組成，且一層層的包裹。對(duì)于變壓器來說，其不同位置承受的電壓不一；鐵芯。和繞組一樣都是組成電力變壓器的主要器件，是電力變壓器的主要磁路，起到導(dǎo)磁進(jìn)而使變壓器正常運(yùn)行的關(guān)鍵作用。變壓器的繞組基本上都被纏繞在鐵芯上，兩者共同構(gòu)成變壓器的骨架[2]；油箱及冷卻裝置。變壓器油箱內(nèi)裝設(shè)鐵芯和繞組并有一定容量的變壓器油，來起到絕緣和散熱的作用。冷卻裝置就是變壓器正常運(yùn)行過程中不會(huì)產(chǎn)生高溫的保障，不同類型與容量的變壓器對(duì)冷卻方式、冷卻風(fēng)扇數(shù)量要求也不同。

2 火電廠變壓器常見故障及對(duì)策分析

影響火電廠變壓器發(fā)生故障的因素較多，可將其分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障主要是由內(nèi)部絕緣及電力變壓器的繞組所出現(xiàn)的故障，當(dāng)出現(xiàn)此故障時(shí)，一般變壓器相關(guān)保護(hù)會(huì)有報(bào)警及自動(dòng)動(dòng)作，此時(shí)變壓器可能發(fā)生的問題比較嚴(yán)重，必要時(shí)需緊急停運(yùn)；而外部故障則是變壓器相關(guān)的輔助設(shè)備出現(xiàn)了一定程度的問題，如冷卻裝置部分故障，就會(huì)出現(xiàn)電力變壓器油溫及繞組溫度不正常上升的情況[3]，其次就是油箱滲油漏油等。一些微小的故障一般對(duì)變壓器正常運(yùn)行影響不大，但如發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或處理不當(dāng)，有可能造成變壓器損壞甚至機(jī)組非正常停運(yùn)的事故。

變壓器滲油漏油。變壓器特點(diǎn)即密封點(diǎn)較多，因此使得電力變壓器在長(zhǎng)時(shí)間工作情況下就會(huì)出現(xiàn)滲油漏油問題。出現(xiàn)漏油的因素較多，如在對(duì)油箱進(jìn)行焊接的過程中操作不當(dāng)為滲油、漏油埋下了隱患，其次就是電力變壓器在長(zhǎng)時(shí)間的工作下導(dǎo)致了密封不嚴(yán)，出現(xiàn)滲油、漏油的情況。

變壓器冷卻系統(tǒng)故障。失去冷卻系統(tǒng)會(huì)使變壓器無法正常運(yùn)行，造成冷卻系統(tǒng)故障的主要原因是冷卻系統(tǒng)內(nèi)部的故障器件出現(xiàn)問題，發(fā)電廠變壓器的冷卻系統(tǒng)全天24小時(shí)運(yùn)行，因此長(zhǎng)時(shí)間的工作很容易出現(xiàn)這些問題；其次就是風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障。對(duì)于風(fēng)機(jī)來說使用壽命較短，不及時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行更換就會(huì)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)故障，進(jìn)而冷卻系統(tǒng)無法運(yùn)行；最后是電路問題。電線長(zhǎng)時(shí)間暴露在惡劣環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)電線老化問題，進(jìn)而也會(huì)使冷卻風(fēng)扇的風(fēng)機(jī)無法正常運(yùn)行。

變壓器油位不正常。變壓器油位是正常運(yùn)行中一個(gè)重要的監(jiān)視指標(biāo)，當(dāng)運(yùn)行中油位不正常升高或降低時(shí)，都是變壓器某些故障的直接反映；變壓器溫度高。變壓器的繞組及油溫在不同負(fù)荷、不同環(huán)境溫度情況下會(huì)有正常的升降，但當(dāng)溫度不正常升高時(shí)就要引起注意，避免處理不當(dāng)造成故障擴(kuò)大。

變壓器滲油漏油。對(duì)于變壓器油箱滲油，從問題初期解決可避免后期更大問題的出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)需及時(shí)解決，避免滲油現(xiàn)象擴(kuò)大。當(dāng)變壓器輕微漏油時(shí)應(yīng)立即補(bǔ)充油，加油時(shí)注意先將重瓦斯保護(hù)改投信號(hào)，并根據(jù)泄漏程度采取降負(fù)荷等相應(yīng)措施。若大量漏油使油位迅速降低時(shí)嚴(yán)禁將重瓦斯保護(hù)改投信號(hào)。若條件允許，應(yīng)將變壓器停電后及時(shí)消除漏油缺陷；無條件時(shí)應(yīng)迅速采取停止漏油的措施，并立即加油。

變壓器冷卻系統(tǒng)故障。風(fēng)冷系統(tǒng)和油系統(tǒng)對(duì)變壓器同樣重要，但風(fēng)冷系統(tǒng)所涉及零件較多，出現(xiàn)故障時(shí)要及時(shí)排查原因，確定具體是機(jī)械故障、電氣原因、控制系統(tǒng)哪方面的問題，再根據(jù)故障的具體原因采取相應(yīng)的檢修措施，避免多組風(fēng)扇長(zhǎng)期故障停運(yùn)[4]。當(dāng)有一組風(fēng)扇故障停運(yùn)時(shí)，可通過油溫的變化趨勢(shì)及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)變壓器的備用風(fēng)扇；如果在風(fēng)扇全部運(yùn)行的情況下油溫仍繼續(xù)升高，需及時(shí)降低變壓器所接帶負(fù)荷并繼續(xù)關(guān)注油溫變化趨勢(shì)，保證變壓器油溫及繞組溫度在所允許的最大溫度及溫升范圍。

變壓器油位不正常。出現(xiàn)該情況時(shí)首先去變壓器檢查，DCS 的油位計(jì)是否與現(xiàn)場(chǎng)的油位計(jì)指示一致，判斷現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管道有無漏油情況，變壓器內(nèi)部有無明顯異音等異常情況。輕微漏油時(shí)可通過及時(shí)補(bǔ)油、消缺來進(jìn)行消除，嚴(yán)重漏油時(shí)按相關(guān)規(guī)定緊急處理，避免事故擴(kuò)大。

變壓器溫度高。相關(guān)人員要時(shí)刻關(guān)注、定期檢查變壓器溫度，檢查變壓器的負(fù)荷和冷卻介質(zhì)的溫度，并與在同一負(fù)荷和冷卻介質(zhì)溫度下正常的溫度核對(duì)。若發(fā)現(xiàn)較平時(shí)同一負(fù)荷和冷卻溫度下高出10℃以上，或變壓器負(fù)荷不變、溫度一直異常上升而冷卻裝置及溫度計(jì)正常、變壓器室通風(fēng)良好，則變壓器可能已發(fā)生內(nèi)部故障，應(yīng)立即將變壓器停用。針對(duì)變壓器出現(xiàn)溫度方面的問題，要及時(shí)分析具體原因并盡快解決故障，進(jìn)而保證變壓器正常運(yùn)行。

定期對(duì)變壓器進(jìn)行檢查維護(hù)。電廠中的變壓器大多數(shù)都是無間斷的運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)間的情況下很容易為設(shè)備的故障埋下隱患，因此對(duì)變壓器的定期檢查及維修十分重要。要制定變壓器巡回檢查的周期、頻次、具體巡檢內(nèi)容及正常參數(shù)等，并對(duì)變壓器的日常微小缺陷及時(shí)處理，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。此外，在大風(fēng)、雷雨、大雪等惡劣天氣時(shí)要加強(qiáng)對(duì)室外變壓器及其附屬系統(tǒng)的檢查。

表1 強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器事故過負(fù)荷允許值

變壓器的事故過負(fù)荷運(yùn)行。在電廠正常運(yùn)行中，變壓器均需要在額定工況及設(shè)計(jì)出力下運(yùn)行，但在特殊情況下不同類型的變壓器均有著一定的過負(fù)荷運(yùn)行能力，同時(shí)為了保證變壓器過負(fù)荷情況下的安全運(yùn)行，火電廠都有有相關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定。

3 結(jié)語

火電廠是支持國家各行業(yè)發(fā)展的重要角色，也是人們暢享優(yōu)質(zhì)生活的重要能源保證。因此，對(duì)電廠運(yùn)行中主要設(shè)備的故障分析和預(yù)防是提高電廠穩(wěn)定運(yùn)行的主要手段。變壓器作為火電廠輸配電的主要設(shè)備，對(duì)其常見故障進(jìn)行總結(jié)分析從而提高運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，值得相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行深入研究和探討。