應(yīng)用油色譜分析判斷大型變壓器內(nèi)部故障類型及處理實例
發(fā)布時間:2019-07-13 17:19:08來源:
?。?.馬頭發(fā)電總廠,河北邯鄲056044;。河北省電力公司,河北石家莊050021;3.河北省電力研究院,河北石家莊050021)量超標,根據(jù)色譜分析判斷為鐵芯故障,曾做現(xiàn)場處理,未能徹底消除故障。比較后一次返廠處理后取得了良好的效果。
馬頭發(fā)電總廠7主變壓器(以下簡稱主變)參數(shù)如下:型號為SFP8*240000/220,阻抗電壓13.7%空載電流0. 62%空載損耗252.7kW短路損耗646.7kW油質(zhì)量33.8t,冷卻方式為強迫油循環(huán)式。1982年8月保定變壓器廠生產(chǎn),1983年投運。
~1985年發(fā)電機先后2次發(fā)生端部短路事故,主變都受到低壓側(cè)出口短路沖擊。該變壓器1983~1985年油色譜分析正常,從1985年開始,發(fā)現(xiàn)主變總烴升高,且C2H2含量升高,究其原因顯然與主變承受短路電流沖擊有關(guān)。為消除總烴超標故障,1986 ~1994年曾經(jīng)4次吊罩檢查,1994年在現(xiàn)場對該變壓器的上軛鐵進行了重新疊鐵。修后1994 ~1999年底運行比較穩(wěn)定,總烴含量一直在注意值(150ML/L)以內(nèi),從2000年1月開始變壓器總烴逐步升高,6個月總烴上升到702.9ML/L,色譜分析數(shù)據(jù)見表1,1999 ~2001年負荷變化情況見表2. 1故障原因分析由表1、表2發(fā)現(xiàn),隨著負荷的增長,變壓器總烴異常升高。按照三比值法(022)判斷變壓器內(nèi)部存在局部700 *C的高溫部位。從2000* 06?18脫氣開始,2001*01*29計算絕對產(chǎn)氣速率為53. 66mL/d,從2000年1月至6月,主變總烴升高與其所帶負荷的增加密不可分。發(fā)電機無功負荷增大,定子電流升高,發(fā)電機出口電壓升高。由變壓器原理可知,變壓器結(jié)構(gòu)確定后,鐵芯的磁通正比于端電勢(即近似電壓)由于電壓的升高造成總烴上升,根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計資料,結(jié)合歷次檢修資料、歷年的油色譜分析報告及1994年處理上軛鐵的狀況,認為變壓器總烴升高的根本原因是變壓器鐵芯存在故表1色譜分析數(shù)據(jù)取樣油中所含氣體/WL/L三比值時間總烴編碼脫氣表2發(fā)電機負荷統(tǒng)計時間有功功率/MW無功功率/定子電流/kA時間有功功率/無功功率/定子電流/腿一10腿一11腿一12障點。變壓器無功負荷增大、磁通升高是引發(fā)鐵芯故障、造成總烴升高的直接原因。
2修復(fù)的必要性如果保持現(xiàn)狀,定期進行脫氣處理,不能消除設(shè)備存在的故障,給安全生產(chǎn)留下嚴重隱患。
鑒于機組通流改造及發(fā)電機增容方案已經(jīng)確定,發(fā)電機有功功率由200MW增容到220MW,發(fā)電機定子額定電流由8625A增加到9額定容量為240MV*A,實際利用轉(zhuǎn)移容量為213MV*A.發(fā)電機增容后視在功率為258.壓工作廠變消耗8%變壓器實際轉(zhuǎn)移容量238.1MV*A.隨著發(fā)電機增容改造,變壓器負荷電流的增大,如果不徹底處理主變鐵芯故障而維持現(xiàn)狀,很可能由于主變總烴含量過高而限制發(fā)電機的出力。
根據(jù)主變存在的鐵芯故障狀況,過去曾經(jīng)過4次吊罩處理,沒有從根本上消除故障點,本次大修如仍然就地解體根據(jù)歷次檢修經(jīng)驗很難保證徹底消除鐵芯故障點。因此,經(jīng)河北省電力公司組織專家3檢查結(jié)果修復(fù)方案3.1解體檢查情況經(jīng)解體檢查,變壓器三相線圈絕緣狀況良好,分接開關(guān)沒有燒痕和過熱跡象。拆下鐵芯上軛鐵后發(fā)現(xiàn)B相鐵芯立柱的低壓側(cè)有5~6片鐵芯過熱的痕跡,面積比較大的約有200mmX130mm,有的芯片上的漆膜已脫落。另外,從拆下的軛鐵芯片和鐵芯立柱上明顯可見,鐵芯的穿心螺桿處孔洞大多已成喇叭口狀。
3.2修復(fù)方案3.2.1利用原鐵芯修復(fù)將變壓器芯片壓平、脫油、干燥、重新涂漆,再進行疊鐵。主變原硅鋼片型號為ZP脫落,片間絕緣電阻變小,引起渦流增大,鐵芯局部過熱故障將再次出現(xiàn)。
3.2.2更換故障鐵芯35硅鋼片市場上找不到,如果使用現(xiàn)在的硅鋼片,厚度為0. 3mm,相差比較大。2種硅鋼片混用,在45*接縫處薄厚不一,漏磁增大,也可能造成局部發(fā)熱,所以此方案不可行。
3全部更換鐵芯按新型變壓器技術(shù)參數(shù)設(shè)計,采用0.的硅鋼片,將原上下軛鐵穿釘螺絲結(jié)構(gòu)改為新型綁扎結(jié)構(gòu),從根本上解決了穿釘螺絲孔周圍鐵芯過熱的問題。
4技術(shù)經(jīng)濟比較4.1技術(shù)分析使用原硅鋼片存在以下隱患:由于上軛鐵穿心螺桿處的鐵芯已成喇叭口狀,喇叭口高度大部分已達5 ~6mm,且喇叭口處芯片厚度已經(jīng)變薄,即使采用滾壓工藝,也難以將變形部分壓平,在疊鐵時就有可能損傷其他芯片的漆膜,由此可能在運行中造成鐵芯局部過熱,很難完成增容后機組發(fā)電量的傳輸,無疑將造成巨大的經(jīng)濟損失。
有資料記載變壓器返廠大修時,也曾采用原鐵芯片重新涂漆工藝,但組裝后鐵芯空載損耗驟增,比較后不得不被迫更換鐵芯。若該主變采用此工藝,也存在這種風險,一旦這種現(xiàn)象重演,肯定會延誤較長時間,不能按預(yù)定工期完成變壓器檢修任務(wù),影響發(fā)電機組的投運,造成的經(jīng)濟損失不可估量。
因此,從安全運行角度和檢修工藝的可靠性方面綜合考慮,更換鐵芯方案應(yīng)為首選方案。
4.2經(jīng)濟效益比較新鐵芯采用日本進口的硅鋼片,厚度為0.3mm,技術(shù)指標明顯優(yōu)于原0.35mm厚的芯片。新鐵芯采用全斜接捆綁式結(jié)構(gòu),與原來穿心式結(jié)構(gòu)相比,鐵耗明顯降低。新鐵芯損耗的設(shè)計值為164kW,而舊鐵芯的銘牌損耗值為252. 7kW,而鐵芯經(jīng)涂漆處理再疊鐵后,損耗值要增加6%~8%,按7%計算,使用舊鐵芯其損耗值將達到270.4kW. 500h、平均上網(wǎng)電價0. 3196元/(kW*h)計算采用新鐵芯后,年減少的空載損耗折合人民幣:(270.4*164)X5500X0.3196=18.7(萬元)此電價按全公司平均售電價,因為空載損耗為無成本電價。(下轉(zhuǎn)第54頁)色印刷,雙月25日出版是由河北省電力公司主管河北省電機工程學(xué)會、河北省電力研究院合辦的河北省唯一的電力科技刊物是河北省優(yōu)秀科技期刊并入編中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)主要刊登發(fā)電、輸配電(包括農(nóng)電)用電、電力建設(shè)、科研設(shè)計、技術(shù)改造等方面的論文與經(jīng)驗成果,主要欄目有:科技論文、經(jīng)驗介紹、計算機應(yīng)用、討論與建議、設(shè)計與施工、事故分析、科技管理、產(chǎn)品信息等。
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