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500kV变电设备运行故障及处理措施分析

  • 来源: 北极星
  • 作者:
  • 发布时间: 2017-12-09

十一五”期间,我国经济的得到了快速发展,我国电力工业也取得了巨大的进步。“十二五”期间,电力工业将朝着大电网、大水电、大火电和特高压的方向发展,现全国已经形成了东北、华北、华东、华中及南方电网互联的跨区省电网,随着各个区域电网之间联系的更加紧密,其输送的容量将越来越大,这样的大电网一旦发生事故,不但会给国民经济造成巨大损失,而且还可能威胁到社会稳定及国家安全,美加大停电和印度大停电就是典型的案例。由于特高压电网正在逐步规划和建设中,因此现阶段主要是要保证500kV超高压电网的安全稳定运行,特别是500kV变电设备的安全稳定运行,本文对500kV变电设备运行故障及处理措施进行了分析。

一、500k电力变压器的故障分析

通常将500kV变压器的故障分为两种,即内部故障和外部故障,其中内部故障是指发生在变压器邮箱内的各种故障,较为常见的内部故障为变压器分接开关及绕组的故障,变压器内部设备是否发生故障主要取决于其动稳定性。500kV变压器外部故障通常为变压器油箱套管及其引出线上所出现的故障,变压器外部设备是否发生损坏主要取决于其热稳定性。下面对几种常见的500kV变压器故障进行简要分析:

1、绕组的故障

绕组出现的故障主要匝间短路故障、绕组相间短路故障,绕组的断线故障等。发生这些故障的原因如下:

(1) 在设备制造或检修的过程中,发生了局部绝缘损坏的现象,造成设备遗留了许多缺陷;

(2) 在设备正常运行时有杂物落入,导致绕组温度过高发生绝缘老化现象;

(3) 设备的制造工艺不良,其机械强度无法承受短路的冲击,使绕组发生变形而导致绝缘损坏;

(4) 绕组发生受潮现象,导致绝缘膨胀进而堵塞了油道,致使变压器局部过热;

(5) 绝缘油内混入了水分而导致其发生了劣化,导致绕组暴露在空气中。

500kV变压器在正常运行过程中由于上述原因一旦发生了绝缘击穿的现象,就会导致绕组出现匝间短路或接地短路。当500kV变压器发生匝间短路时,其油温将会出现显著增高,电源测的电流也会出现明显的增大,同时伴随着吱吱的冒泡声。500kV变压器匝间短路的后果是会导致瓦斯保护动作,应及时处理变压器匝间短路故障,避免更为严重的单相接地故障的出现。

2、分接开关的故障

500kV变压器经常发生的分接开关故障是其表面的灼伤及各接头的放电。发生这类故障的主要原因有:

(1) 连接分接开关的螺丝出现了松动;

(2) 绝缘板出现绝缘不良的现象;

(3) 接头的制造工艺不良,接触不好;

(4) 分接开关的接触表面发生腐蚀现象。

3、铁芯的故障

500kV变压器铁芯所发生的故障主要是由铁芯夹紧螺杆发生了绝缘损坏而引起的,将造成铁芯内部之间的两点连接,引起环流和局部发热的现象,严重时还可能导致铁芯的烧毁,使变压器空载损失增大。在500kV变压器正常运行过程中若发现了铁芯故障,则应首先对铁芯的外观进行检查,然后对各相绕组的直流电阻值进行测量和比较,最后用电流表法对片间的绝缘电阻进行测量。

二、500kV变压器运行中的巡视检查及反事故措施

500kV变压器作为输电网的骨干节点,其运行必须在铭牌技术所规定的技术范围内进行,要保证其运行电压不超过变压器分接头额定电压的105%,同时注意以下措施:

1、对500kV变压器的油温进行控制,严禁变压器的上层油温超过表1中的允许范围,保证变压器正常运行时的绝缘强度,防止出现绝缘油劣化的现象

1 500kV变压器上层油温

冷却的方式

冷却介质的最高温度(℃)

最高上层的油温(℃)

自然循环的冷却、风冷

40

95

强迫油循环的风冷

40

85

强迫油循环的水冷

30

70

同时由于在实际的运行过程中每台变压器的运行条件及所带负荷是不同的,因此不能只以上层油温的允许值作为变压器运行温度的依据,还必须根据实际运行经验进行分析,如变压器的油温突然升高,则应对冷却循环及油装置进行检查,进而判断变压器是否出现了内部故障。

2、对油质进行检查。500kV变压器正常运行时其油质应为微黄色且透明的,油面应在周围温度标准线以内,若油面过低则变压器可能发生了漏油的现象,反之则可能是冷却装置使用不合理,或出现了内部故障。

3、对变压器的声音进行检查。500kV变压器正常运行时应是连续均匀的嗡嗡声,若出现了杂乱的声音应迅速汇报值班班长和调度员。

4、对变压器套管及冷却装置进行检查。正常的套管及冷却装置应该是清洁完整且无裂纹的。

三、500kV并联电抗器故障判别方法

500kV并联电抗器具有重要功能:不但能够对容性的无功功率进行吸收,而且还能够对所出现的操作过电压和工频过电压进行限制,同时提高重合闸的效率。因此,对并联电抗器进行防护意义非常重大[1]。当500kV并联电抗器发生了匝间短路故障和接地短路故障时,系统中将会出现零序故障分量,根据零序分量所产生的位置,可将其分为两种情况:即取自电抗器的中性点或高端,同时也对零序电流的正方向进行了规定,即当发生了匝间短路故障时,零序电流将落后零序电压90°,反之,当发生了外部的接地故障时,零序电流将超前零序电压90°。因此,零序电流和零序电压的相位关系可以作为对电抗器故障进行判断的标准。

若是500kV并联电抗器的一匝发生了短路故障,则此时一定会产生不平衡电流,此不平衡电流是三相的,此时没有零序电压,可通过导入补偿电压的方法来增加敏感性。若出现一匝短路与接地的故障,则此时零序电压和补偿电压的方向是相同的,补偿电压将起到助增的作用,但若一旦发生了接地故障,则零序电压和补偿电压的方向是相反的,此时补偿电压将起到助减的作用。因此,利用零序电压和补偿电压的相位关系即可对500kV并联电抗器单匝短路故障进行判断。

五、结论

当前特高压电网尚未完全建成,500kV电网作为区域内的主干电网,承担着区域供电的重要任务。500kV变电设备是区域主干电网的节点,应采取积极措施保障500kV变电设备的安全可靠运行,及时发现并处理潜在故障,提高500kV主干电网的安全性和可靠性。


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