干式變壓器線圈故障診斷及對策范文
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摘要:
鑒于廠用變壓器作為水力發(fā)電系統(tǒng)中重要一次設(shè)備，其運(yùn)行情況將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，針對銅街子水電站干式廠用變壓器運(yùn)行后線圈均出現(xiàn)整體下沉的現(xiàn)象，分別從廠用變壓器的生產(chǎn)、安裝、使用情況等多方面入手，逐項(xiàng)剖析故障產(chǎn)生的原因并提出了解決方案。
關(guān)鍵詞:
銅街子水電站于1985年開工，1992年投產(chǎn)發(fā)電。原廠用變壓器為油浸自冷式，因變壓器已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行近20年，設(shè)備絕緣出現(xiàn)老化現(xiàn)象，加之銅街子電站機(jī)組增容改造之后廠用系統(tǒng)負(fù)荷增大，現(xiàn)有廠用變壓器容量已經(jīng)不能滿足設(shè)備安全運(yùn)行需求［1］，因此決定于2013年開始對廠用變壓器逐步進(jìn)行更換。由于油浸式變壓器運(yùn)行維護(hù)工作量大，出現(xiàn)故障后有污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，而干式變壓器防火性能好，基本免維護(hù)，不污染環(huán)境，經(jīng)過對比分析，決定將原油浸式變壓器改為干式變壓器，新干式變壓器型號為SCLB12－2000/13．8，容量為2000kV•A，首臺(tái)干式廠用變壓器于2014年5月投入運(yùn)行。銅街子水電站11F、14F機(jī)組分別在2014、2015年完成增容改造，廠用變壓器均由油浸式更換為干式，原型號為S7—1600∕15，容量為1600kV•A，更換后型號為SCLB12－2000/13．8，容量為2000kV•A，2臺(tái)新廠用變壓器為同一型號，均為上海富士電機(jī)變壓器有限公司生產(chǎn)制造。2015年11F機(jī)組按照檢修計(jì)劃退出運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，檢修人員對1號廠用變壓器進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，變壓器線圈上端部分支撐絕緣子松動(dòng)，通過進(jìn)一步核查發(fā)現(xiàn)，變壓器線圈下端部支撐絕緣子墊塊被壓縮變形傾斜，線圈出現(xiàn)整體下沉現(xiàn)象，鑒于此情況，檢修人員著手對14F機(jī)組4號廠用變壓器進(jìn)行了全面檢查，發(fā)現(xiàn)4號廠用變壓器線圈同樣下沉，情況與1號廠用變壓器相同。
1變壓器線圈下沉的原因
1)環(huán)境因素。因干式變壓器在帶電運(yùn)行過程中，鐵芯片及線圈在電磁力的作用下，會(huì)出現(xiàn)一定程度的電磁震動(dòng)，長期震動(dòng)可能會(huì)使支撐絕緣子墊塊壓縮變形，同時(shí)由于變壓器運(yùn)行過程中線圈的銅損以及鐵芯的鐵損會(huì)產(chǎn)生熱量發(fā)熱，正常工作時(shí)線圈溫度能夠達(dá)到65℃，而變壓器工作環(huán)境溫度約為36℃，使得線圈下方的支撐絕緣子墊塊溫度升高，長期運(yùn)行后絕緣子墊塊逐漸軟化傾斜，最后導(dǎo)致線圈整體下沉。
2)材質(zhì)及結(jié)構(gòu)。由于上海富士電機(jī)變壓器有限公司屬于日資企業(yè)，廠家在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)會(huì)根據(jù)用戶使用地點(diǎn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)使用不同強(qiáng)度的支撐絕緣子墊塊，本產(chǎn)品按照日本(ATN)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，支撐絕緣子墊塊標(biāo)準(zhǔn)線圈自重的應(yīng)力小于29N/cm2。絕緣子墊塊(HT)直徑60mm，面積2828mm2，絕緣子墊塊(LT)直徑45mm，面積1590mm2，高壓線圈(相)重量為420kg，低壓線圈(相)重量為190kg，原墊塊(HT與下夾件之間)每相5塊，線圈自重應(yīng)力為4200/28．28/5=29．7N/cm2。原墊塊(LT與下夾件之間)每相4塊，線圈自重應(yīng)力為1900/15．90/4=29．9N/cm2。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，計(jì)算值與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值(29N/cm2)非常接近，絕緣子墊塊裕量較小，原墊塊安裝如圖1所示。綜上所述，廠用變壓器絕緣子墊塊因設(shè)計(jì)裕度較小加之墊塊在工作溫度影響下發(fā)生軟化，使得變壓器線圈在自重力的作用下發(fā)生下沉。
2處理方法與結(jié)果
1)方法。變壓器線圈下沉的原因分析清楚后，制定了變壓器線圈下沉的處理方案:把變壓器線圈支撐絕緣子墊塊更換為強(qiáng)度更高的支撐絕緣子墊塊，并在高壓側(cè)線圈(相)與夾件之間增加一組支撐絕緣子及墊塊，在低壓側(cè)線圈(相)與夾件之間增加兩組支撐絕緣子及墊塊，如圖2所示。按照處理方案增加墊塊:高壓側(cè)線圈(相)與夾件之間增加一組支撐絕緣子及墊塊，低壓側(cè)線圈(相)與夾件之間增加兩組支撐絕緣子及墊塊。高壓側(cè)計(jì)算應(yīng)力為4200/28．28/6=24．8N/cm2，低壓側(cè)計(jì)算應(yīng)力為1900/15．90/6=19．9N/cm2。計(jì)算值滿足線圈自重的應(yīng)力小于設(shè)計(jì)值(29N/cm2)的要求。
2)結(jié)果。通過采取更換支撐絕緣墊塊材料、增加墊款數(shù)量的方式對變壓器進(jìn)行處理后，對變壓器進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均無異常［2］。經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行觀察，目前設(shè)備運(yùn)行良好，線圈未出現(xiàn)下沉的情況。
3結(jié)語
近年來，因干式變壓器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，其普及率越來越高，而變壓器作為重要的一次設(shè)備，常規(guī)的維護(hù)檢查工作能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，確保設(shè)備的安全運(yùn)行，銅街子電站2臺(tái)廠用變壓器線圈下層問題的解決方案，為其他電站干式變壓器的維護(hù)檢查提供了思路。
參考文獻(xiàn):
［1］王田，萬亞濤．水布埡水電站發(fā)變組保護(hù)的應(yīng)用及改進(jìn)［J］．水電與新能源，2011(5):21－25
［2］秦斌，涂圣勤，余惠芳．隔河巖電廠線路及發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作信號分析［J］．水電與新能源，2011(3):58－60
作者:馬建軍 楊桃 劉巍 單位:國電大渡河檢修安裝有限公司