摘要：銀盤水電站1號主變壓器為三相雙繞組強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷無載調(diào)壓電力變壓器，自2011年6月投入運(yùn)行以來，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)指標(biāo)正常。2015年4月3日18時(shí)4分1號主變壓力釋放閥2動(dòng)作。該事件發(fā)生后運(yùn)行及檢修維護(hù)人員認(rèn)真檢查分析其原因，制定了詳細(xì)的處理方案，經(jīng)過排氣和調(diào)整油枕油位使主變壓器恢復(fù)正常運(yùn)行，有效防止了不安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：變壓器；壓力釋放裝置；結(jié)構(gòu)原理；動(dòng)作原因；電力系統(tǒng)；電氣設(shè)備 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM403 文章編號：1009-2374（2015）35-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.037

1 事件概述

電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一，其內(nèi)部一旦發(fā)生電氣放電故障，會(huì)產(chǎn)生電弧，電弧的高溫能夠分解變壓器絕緣油而產(chǎn)生大量氣體。這些氣體將使油箱內(nèi)部壓力急劇增大，由于變壓器絕緣油具有不可壓縮性，因此如果在幾毫秒之內(nèi)不能及時(shí)釋放這個(gè)巨大的內(nèi)部壓力，將可能使油箱破裂或釀成火災(zāi)事故，而變壓器壓力釋放裝置就能夠有效的解決這一問題。然而，壓力釋放裝置一旦動(dòng)作，則應(yīng)該立即分析其動(dòng)作原因，進(jìn)而做出及時(shí)有效的處理，防止異?，F(xiàn)象發(fā)展為事故，減少對電網(wǎng)及設(shè)備造成的影響或損失。銀盤水電站1號主變壓器型號SFP10-340000/220，為三相雙繞組強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷無載調(diào)壓電力變壓器，由特變電工衡陽變壓器有限公司制造，在變壓器上端對角線安裝有兩個(gè)同型號的壓力釋放裝置，高壓側(cè)有兩回出線，低壓側(cè)采用擴(kuò)大單元接線。自2011年6月投入運(yùn)行以來，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)及指標(biāo)正常。2015年4月03日18時(shí)04分1號主變帶有功負(fù)荷315MW，無功負(fù)荷15MW，監(jiān)控報(bào)1號主變壓力釋放閥2動(dòng)作，輕瓦斯保護(hù)報(bào)警動(dòng)作，現(xiàn)場檢查油面溫度65℃，繞組溫度95℃，油位計(jì)指示為6.7格，油箱頂部及油池內(nèi)有絕緣油噴出，壓力釋放裝置已復(fù)歸，瓦斯繼電器內(nèi)無氣體，主變壓器運(yùn)行聲音平穩(wěn)，呼吸器工作正常，紅外成像檢查未發(fā)現(xiàn)異常過熱現(xiàn)象，后續(xù)取油樣做色譜分析也未見異常。

2 原因分析

2.1 主變壓器壓力釋放閥結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理

圖1

壓力釋放閥實(shí)質(zhì)上是一種彈頂閥，它以獨(dú)特方法將驅(qū)動(dòng)壓力瞬間擴(kuò)散。從圖1斷面圖表明，該裝置由1/2六角螺栓?通過安裝法蘭①固定到變壓器上，用密封墊②密封。動(dòng)作盤③有彈簧⑦彈頂并與頂部氰橡膠密封墊④和側(cè)向接觸式密封墊⑤形成密封。外罩⑥將彈簧⑦壓縮并由6個(gè)螺絲?保持在壓縮位置。

當(dāng)變壓器內(nèi)部作用到頂部密封墊④區(qū)域內(nèi)的壓力超過彈簧⑦產(chǎn)生的開啟壓力時(shí)，壓力釋放閥即動(dòng)作。一旦動(dòng)作盤③從頂部密封墊④稍微向上移動(dòng)，動(dòng)作盤上的變壓器內(nèi)部壓力馬上擴(kuò)展到側(cè)面氰橡膠密封圈⑤直徑內(nèi)的整個(gè)面積上，作用力極大增強(qiáng)，使位于彈簧⑦閉合高度的動(dòng)作盤突然打開。變壓器內(nèi)部壓力迅速下降到正常值，彈簧⑦使動(dòng)作盤③回到密封位置。

2.2 壓力釋放閥動(dòng)作原因分析

2.2.1 1號主變壓器發(fā)生內(nèi)部繞組故障或近區(qū)短路引起繞組脈動(dòng)，變壓器絕緣油急劇膨脹，使油箱內(nèi)部壓力升高，導(dǎo)致壓力釋放閥動(dòng)作開啟。通過對1號主變?nèi)∮蜆舆M(jìn)行化驗(yàn)，得知油質(zhì)合格以及1號主變運(yùn)行各參數(shù)均正常，故排除1號主變由于內(nèi)部繞組故障或近區(qū)短路而引起壓力釋放裝置動(dòng)作。

2.2.2 1號主變壓器油位高，主變大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)油溫上升較快，絕緣油膨脹導(dǎo)致內(nèi)部壓力增大，致使壓力釋放閥2動(dòng)作。1號主變投產(chǎn)試運(yùn)時(shí)因?yàn)橛臀桓邔?dǎo)致過一次壓力釋放閥動(dòng)作事件，且這次事件發(fā)生時(shí)對照溫度/油位曲線表，油位應(yīng)在5.5～6格，但實(shí)際油位為7格左右。由此可見，這一原因的可能性較大。

2.2.3 1號主變油枕內(nèi)有氣體進(jìn)入。1號主變?nèi)ツ隀z修時(shí)對油枕中的絕緣油做了更換，如果檢修工藝不當(dāng)或膠囊漏氣，則有可能使得主變內(nèi)部進(jìn)入氣體，此時(shí)當(dāng)1號主變在高溫大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，油溫升高導(dǎo)致絕緣油和氣體膨脹，導(dǎo)致油箱內(nèi)部壓力升高，使壓力釋放閥2動(dòng)作。這一原因?qū)е略撌录l(fā)生的概率較大。

2.2.4 1號主變壓器壓力釋放閥2整定值偏小或彈簧老化等造成壓緊力減小。投運(yùn)以來1號主變壓器經(jīng)過多次高溫大負(fù)荷的檢驗(yàn)，且3次檢修過程對壓力釋放裝置檢查均未發(fā)現(xiàn)異常。由此可見，這一原因?qū)е聣毫︶尫叛b置動(dòng)作的概率很小。

2.2.5 1號變壓器運(yùn)行溫度過高導(dǎo)致絕緣油膨脹，若變壓器內(nèi)部膨脹空間不夠則油箱內(nèi)部壓力升高，使壓力釋放閥動(dòng)作開啟。通過現(xiàn)場檢查，1號主變兩塊油溫表、一塊繞組溫度表顯示溫度均在正常范圍內(nèi)，且冷卻器運(yùn)行正常，故排除1號主變運(yùn)行溫度過高而引起壓力釋放閥動(dòng)作。

2.2.6 1號主變呼吸器呼吸不暢導(dǎo)致主變大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，因?yàn)榻^緣油溫度上升產(chǎn)生的膨脹壓力無法及時(shí)排除。通過現(xiàn)場多次檢查1號主變呼吸器運(yùn)行正常，呼氣暢通，故該項(xiàng)原因可以排除。

根據(jù)壓力釋放閥合格證可知：1號主變壓力釋放閥1動(dòng)作整定值為58.6kPa，壓力釋放閥2動(dòng)作整定值為55.2kPa。因此，本次事件中1號主變壓器壓力釋放閥2先動(dòng)作。動(dòng)作后變壓器內(nèi)部壓力已排除，壓力釋放閥2復(fù)歸，故壓力釋放閥1未動(dòng)作。

3 處理措施及效果

經(jīng)過對以上信息的綜合分析和判斷，1號主變壓器壓力釋放閥動(dòng)作最可能的原因?yàn)椋褐髯儔浩饔驼韮?nèi)有空氣未排出，受高溫大負(fù)荷運(yùn)行的影響，油枕內(nèi)的油位抬高，壓縮膠囊以及油枕內(nèi)殘留的空氣形成壓力源，將壓力通過變壓器油傳遞至壓力釋放閥彈簧，并最終導(dǎo)致壓力釋放閥動(dòng)作。針對此項(xiàng)原因，制定了1號主變壓器運(yùn)行狀態(tài)下油枕排氣調(diào)整油位的處理措施。

3.1 處理前的準(zhǔn)備工作

3.1.1 在1號主變壓器油枕下方鋪設(shè)彩條布，并將用于接油的油桶安放到位，做可靠固定，防止污染環(huán)境或引起火災(zāi)。

3.1.2 退出1、2號機(jī)組AGC運(yùn)行方式，調(diào)整1號主變壓器運(yùn)行方式，將1號主變壓器負(fù)荷升高，以此使得1號主變壓器油溫逐步升高。

3.1.3 監(jiān)視1號主變壓器運(yùn)行油溫上升至55℃，對油位計(jì)顯示做好記錄。

3.1.4 制作帶壓力表的打氣筒聯(lián)通管的封堵板。

3.1.5 在油枕排污閥管道閥門處裝設(shè)透明油管，并在油管內(nèi)注入2000mL備用的變壓器絕緣油，防止空氣通過排污閥開啟時(shí)進(jìn)入變壓器油枕。

3.1.6 將透明油管提高至油枕高度，開啟排污閥，檢查透明油管內(nèi)油位，并與油位計(jì)顯示進(jìn)行比較，并用透明油管內(nèi)油位為排氣工作提供參考。

3.2 主變壓器油枕排氣

3.2.1 申請退出1號主變壓器重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘壓板。

3.2.2 拆卸1號主變壓器呼吸器，并安裝帶打氣筒聯(lián)通管的封堵板。

3.2.3 緩慢開啟1號主變壓器油枕放氣塞，檢查是否有氣體從放氣塞排出。

3.2.4 確定有氣體從放氣塞排出后逐漸增加放氣塞打開程度直至完全開啟。

3.2.5 通過氣筒向油枕膠囊充氣，膠囊容積為5425L，氣筒每次充氣量為0.157L。充氣過程中對氣囊壓力及放氣塞排氣、出油情況進(jìn)行監(jiān)視，若當(dāng)油枕頂部放氣塞有油冒出時(shí)關(guān)閉出油放氣塞；當(dāng)放氣塞關(guān)閉后，立即恢復(fù)油枕呼吸器，登記當(dāng)前油位計(jì)顯示并做好記錄，油枕排氣工作結(jié)束，記錄總充氣量。若氣囊壓力達(dá)到3kPa而油枕放氣塞仍未有油冒出，則停止充氣，記錄總充氣量，按3.2.6執(zhí)行。

3.2.6 若氣囊壓力達(dá)到3kPa而油枕放氣塞仍未有油冒出，則通過關(guān)閉冷卻器的形式提高1號主變壓器油溫，將油溫逐步提升至65℃，若當(dāng)油枕頂部放氣塞有油冒出時(shí)關(guān)閉出油放氣塞，當(dāng)放氣塞關(guān)閉后，立即恢復(fù)油枕呼吸器，登記當(dāng)前油位計(jì)顯示并做好記錄，油枕排氣工作結(jié)束。提高1號主變壓器油溫時(shí)控制變壓器油溫在75℃以下，當(dāng)1號主變壓器油溫達(dá)到75℃時(shí)恢復(fù)冷卻器運(yùn)行，控制變壓器油溫。

3.3 主變壓器油枕油位校驗(yàn)調(diào)整

3.3.1 排氣工作結(jié)束后，檢查透明油管油位變化情況，對比油溫油位曲線，找出當(dāng)前油溫對應(yīng)油位，計(jì)算排油量，油枕長度為4800mm，直徑為1200mm，估算需要排油的體積，并通過透明油管校驗(yàn)實(shí)際油位。

3.3.2 排油至前油溫對應(yīng)油位，排油結(jié)束，關(guān)閉排污閥，拆卸透明油管，將油管內(nèi)變壓器油回收。

3.3.3 靜置一段時(shí)間，檢查1號主變壓器運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)參數(shù)均正常，投入重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘壓板。

經(jīng)過以上處理，已將油枕空氣排盡，用透明油管采用連通器的原理驗(yàn)證油枕真實(shí)油位，將油枕排油至油枕中心線偏上位置，共計(jì)排油620L，滿足1號主變壓器油溫油位曲線要求。排油工作完成后，經(jīng)過運(yùn)行、點(diǎn)檢及維護(hù)人員近1個(gè)月的嚴(yán)密觀察和分析，1號主變壓器油位、溫度、聲音、呼吸及各項(xiàng)電氣參數(shù)均正常，已安全運(yùn)行5個(gè)多月。

4 安全防范措施

一切事故皆可以避免，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就必須在日常工作中做好相應(yīng)的安全防范措施。針對主變壓器壓力釋放閥動(dòng)作，分析有以下五條：（1）生產(chǎn)人員務(wù)必要認(rèn)真做好高溫大負(fù)荷期間的巡視工作，檢查油位、氣壓、溫度等參數(shù)是否正常，并結(jié)合負(fù)載一油位曲線、溫度一油位曲線做好負(fù)載、油溫、油位、氣壓參數(shù)的分析比對，及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)問題立即匯報(bào)和處理；（2）巡視時(shí)應(yīng)注意運(yùn)行中主變聲音是否為正常、均勻的“嗡嗡”聲，無異常聲響，檢查主變本體呼吸器油杯是否有冒泡現(xiàn)象，呼吸是否暢通；（3）更換呼吸器硅膠的同時(shí)，還要對呼吸器油封進(jìn)行換油和對呼吸器進(jìn)行清潔處理；（4）嚴(yán)格遵守檢修規(guī)程和主變壓器說明書相關(guān)規(guī)定，提高檢修人員的技術(shù)水平和檢修工藝；（5）發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)分析處理，做好事故預(yù)想和反事故措施，并組織演練。

5 結(jié)語

主變壓器作為水力發(fā)電廠內(nèi)的重要電氣設(shè)備，其運(yùn)行、維護(hù)與檢修工作必須做到認(rèn)真仔細(xì)，合乎相關(guān)規(guī)范要求，唯有如此才能避免運(yùn)行過程中發(fā)生異?；蚴鹿?。本文通過生產(chǎn)實(shí)際，對主變壓器壓力釋放閥的動(dòng)作原因做了詳細(xì)的分析，提供了主變在運(yùn)行狀態(tài)下油枕排氣調(diào)整油位的處理方法，希望能夠給相關(guān)人員提供有益的信息。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：盧忠強(qiáng)（1986-），男，甘肅天水人，重慶大唐國際武隆水電開發(fā)有限公司助理工程師，研究方向：水電站運(yùn)行維護(hù)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）