主变压器有载分接开关的故障分析.doc

主变压器有载分接开关的故障分析第2期铁法科技2010年10月缓主变压器有载分接开关的故障分析热电厂王国冠摘要本文对主变压器有载分接开关的结构及工作原理进行了简单的阐述.结合热电厂主变压器有载分接开关故障情况进行了详细的分析,并提出了防范措施.关键词主变压器有载分接开关绝缘油故障分析1前言主变压器是热电厂发电系统中最关键的设备之一,它承担着电压变换,电能分配和传输,并提供电力服务.因此,主变压器的正常运行是对发电系统安全,可靠,优质,经济运行的重要保证,必须最大限度地防止或减少变压器故障的发生.据东北电网统计,大型电力变压器有载调压分接开关故障导致的变压器事故占变压器事故的810%,国家电网公司将变压器有载分接开关事故列入了防止重大事故电力设备事故的内容之一.由于主变压器长期运行,故障不可能完全避免,且引发故障和事故又出于众多方面的原因,都会造成事故或导致事故的扩大,从而危及发电系统的安全稳定运行.2实例简介热电厂共有两台同型号的主变压器,型号:SF8-40000/63,额定容量为40000kVA,额定电压为6681.25%/6.3kV,联接组标号YNdll.有载分接开关型号为CIII50066/C一1O193W.两台变压器均为沈阳变压器厂1997.60.年产品.正常运行方式为:热电厂两台同容量的发电机分别接引至两台主变压器低压侧,分别经主变压器升压到66kV后接引至热电厂66kV东,西母线(母联开关合),最后输送到大隆中心变电所供矿区用电.3有载分接开关的结构及工作原理3.1开关结构热电厂采用的是埋入型组合式有载分接开关,它由切换开关本体,切换开关油室和分接选择器组成.切换开关本体包括有齿轮装置,绝缘转轴,储能机构,切换机构(触头系统)及过渡电阻器组成.切换开关油室由分接开关头,绝缘筒,筒底组成.分接选择器由级进机构和接触系统组成.3.2工作原理有载分接开关采用过渡电路的原理,带负荷变换变压器调压线圈的分接头,分接开关的变换操作在于两个转换的交替组合;即分接选择器的单双数动触头轮流交替选择分接头同切换开关往返切换相结合,分接变换的动作顺序.3lO2Ill0n5l46l57一一l6日2图1有载分接开关接线图4故障经过及原因分析4.1故障经过2007年3月12日运行人员巡检时发现2主变压器从上盖渗油,经确认为变压器有载分接开关观察孔处玻璃破裂.用测温枪对2主变压器有载分接开关头盖上方进行测量,温度为52,变压器本体温度43,环境温度1O,当时2发电机发电负荷28MW.用测温枪对1主变压器有载调压分接开关头盖上方进行测量,温度为40,变压器本体温度44C,环境温度IOC,当时l发电机发电负荷28MW.对2主变压器有载分接开关取油样化验,发现油样中总烃含量及其他气体含量超标(见表1).3月13日停止2主变压器进行检查,3月14日对2变压器分接开关拆盖检查,抽芯后发现三相分接开关动,静触头烧损,有载分接开关返厂后更换三相静,动触头及绝缘板.3月15日2主变压器恢复运行,发电负荷20MW时测量有裁分接开关头盖上方温度为19,本体温度为4O,环境温度为6,3月16日发电负荷28MW时测量有载分接开关头盖上方温度为34C,本体温度为44C,环境温度为1Oc【=,倒厂用电,系统恢复正常.4.2故障分析2007年3月12日故障现象及检测数据分析见表1.4.2.1直观现象分析2变压器有载分接开关分接位置观察窗玻璃破裂并有渗油,油枕指示到满量程(原指示在56位置).对此可以判定2主变压器有载分接开关内部应有明显的发热部位,致使分接开关油室内的变压器油温度升高,油室内压力升高,绝缘油膨胀从而使分接位置观察窗玻璃破裂渗油,油枕指示到满量程.4.22温度变化分析2主变压器有载分接开关头盖温度比本体温度大9.1主变压器有载分接开关头盖温度比本体温度低4C.在不考虑制造工艺等因素影响的情况下,2主变压器有载分接开关头盖温度比正常情况下高出13cC.对此可以判定2主变压器有载分接开关内部应有明显的发热部位.2主变压器有载分接开关绝缘油色谱试验记录见表1.表12主变压器有载分接开关油气体分析试验记录气体组分及含量(ppm)试验时间甲烷乙烷乙烯丙烷乙炔丙烯总烃氧化碳二氧化碳氢气氧气2oo7.3.】3936l1O9l622037.20423I4.33953702178由表1可以看出,各项指标明显的增加,而且幅值非常大.根据中华人民共和国电力行业标准变压器油中溶解气体分析和判断导则DIMT7222000)具体分析如下:700qC以上高温过热;甲?61?第2期铁法科技2010年1O月烷和乙烷的含量较高,但乙炔为零,甲烷和乙烷一般是在500C以上温度下生成,乙炔一般在8001200C的温度下生成,大量乙炔是在电弧的弧道中产生的.证明有载分接开关绝缘油温度在500800C之间,没有电弧放电现象;CO和CO:的含量值不高;cO/CO=3702/395=9.37>7,应有设备固体绝缘材料老化或烧损现象;总烃含量:42314.3L/L,已经严重超出了变压器油中溶解气体分析和判断导则DL/T7222000)规定运行变压器总烃含量不得超过1501.zL/L的标准.可以判定有载分接开关绝缘油内存在过热或放电故障.4.2.3氢气含量从试验报告可以看出:氢气含量:1781xlML,已经超出了变压器油中溶解气体分析和判断导则DL/T7222000规定运行变压器氢气含量不得超过150/.zL/L的标准,但乙炔含量:0L/L,不足以判定有载分接开关绝缘油内存在放电故障.4.2.4综合分析综合上述分析得出:2变压器有载分接开关应存在设备固体绝缘材料老化或烧损现象,存在500800C之间高温过热,不存在放电现象.4.3有载分接开关吊芯检查结果有载分接开关吊芯检查结果如下:有载分接开关油室内的变压器油已经严重变色,呈炭黑色;检查中发现有载分接开关油室与主变压器本体油箱连接孔螺丝松动,造成开关油渗入变压器本体,致使本体油变质;有载分接开关动,静触头严重烧损,绝缘板老化,烧损变形(见图2和图3).有载分接开关档位传动机构固定不牢,传动轴松动.4.4开关烧损的原因分析开关烧损的原因如下:由于热电厂单台发电机组容量为25MW,容量小,没有必要进行电压调?62.图2烧损后分接开关绝缘护板图3烧损后分接开关整,因而2主变压器的有载分接开关一直投置在9b的位置.由于开关桥式触头靠两只主弹簧紧扣在动触头上,长期停留在一个位置,主弹簧弹性疲劳,压力降低,致使开关的触头接触面积减小,此外,开关触头接触处存在氧化膜,油污使触头的接触电阻增大而发热,长时间运行造成开关触头烧损;2007年3月4日.由于暴风雪的影响,造成热电厂66kV出口线路相问短路.由于短路点离2主变压器出口较近,相当于2主变压器出口短路.变压器出口短路电流很大,有载分接开关各相回路电流增加而发热,致使桥式触头主弹簧的弹性压力降低,并且有载分接开关动,静触头受短路电流的冲击损伤较大.此次的冲击加快了有载分接开关烧损的速度;2主变压器的有载分接开关档位传动轴松动,运行中产生振动,造成开关触头轻微的抖动,增大了开关动,静触头的接触电阻,使得开关动,静触头长期接触不良.4.5停运后有载分接开关主要检修项目第2期铁法科技2010年10月停运后有载分接开关主要检修项目如下:更换有载分接开关内全部变压器油(25)125kg;将有载分接开关油室与主变压器本体油箱连接孔螺丝进行更换垫片并紧固;更换有载分接开关烧损的动,静触头,压力弹簧及绝缘板;应用合格的变压器?由(25)对有载分接开关本体及油管路进行清洗;检修后对有载分接开关回路电阻和变压比测试合格,见表2;运行后对变压器油进行了色谱分析试验,总烃偏高应为有载分接开关油室内及油管路污染严重,清洗不彻底,留有少许的污染油所致,见表3.表22主变压器有载分接开关修理后回路电阻和变压比测试报告型号:SF8-40000/63联接组标号:YNdl1温度:5qC分接开关位置AO(n)so(Q)CO(n)平均值(n)误差(%)9bO.】658O.1690.1661O.1669661.92%结论合格合格合格合格合格变压比测试分接开关位置9b实测组别:额定变压比10.4761YNdll实测变比误差(%)AB/ab10.4701一O.06BC/bc10.46930.06CA/ca10.47130.O5最大误差一O.O6结论合格合格合格表32主变压器有载分接开关油气体分析试验记录气体组分及含量(ppm)试验时间甲烷乙烷乙烯丙烷乙炔丙烯总烃一氧化碳二氧化碳氢气氧气_,2oo7.4.648.253129.30O0230.555622O05改进措施5.1优化运行条件提高线路的绝缘水平,特别是提高变压器出线一定距离的绝缘水平,降低近区故障的影响和危害,现已将热电厂66kV出口线路更换为耐压10000V的绝缘架空线.5.2提高运行管理水平首先要防止误操作造成的短路冲击;要加强变压器的适时监测和检修,及时发现变压器的异常情况,保证变压器的安全运行.5.3增设监测设施,确保变压器的稳定运行在2主变压器安装了NS801B大型变压器油色谱在线监测系统,这样有利于对2变压器油进行时时检测,起到预防的作用,避免故障扩大,确保变压器的稳定运行.5.4严格执行规范,总结故障规律变压器巡检和油色谱分析应严格按规范要求进行,如发现异常必须予以重视.并采取有效的措施,如缩短有关试验周期,结合运行情况及有关数据总.63.第2期铁法科技2010年lO月结故障规律.5.5做好有载分接开关的检修及测试在每年变压器绝保试验时对有载分接开关的分接档位进行反复的换位,最终将档位投置在9b位置并做好有载分接开关直流电阻测试.6结束语变压器故障诊断是一项复杂而又系统的过程,不能以某一项单一的试验数据为判据断定故障.要从多方面进行分析判断.在处理检查过程中要仔细观察,对异常现象要进行分析论证,排查故障点,及时发现和处理故障.经检修后,现2主变压器有载分接开关经过一段时间的运行情况监测和色谱分析结果显示,该主变压器运行状态良好.各类气体含量稳定,证明故障已经消除.从本次故障诊断和处理情况总结了一些经验.为分析和处理类似故障提供借鉴.作者简介:王国冠(1970一),男,辽宁省调兵山人,毕业于阜新职大,助理工程师.现任铁煤集团公司热电厂生技科科长.联系电话:04106848239.(上接47页)符合标准JB/T9028-1999(运输绞车中安全制动力矩不得小于额定静力矩3倍的要求,所以,改造后安全制动力距合格.4结束语JYB_51.4O型运输绞车自2008年开始改造以来,经现场实际使用,制动及运行效果良好,尤其适合在坡度较大或运距较长的巷道中运输,现已在铁煤集团各生产矿井广泛应用.通过改造,解决了安全制动器和工作制动器合用同一个闸带带来的弊端,增强了绞车使用的安全性,为绞车更加安全,可靠,有效的运行,发挥最大效能,奠定了基础.作者简介:丁正凡(1973一),男,辽宁法库县人,1994年毕业于阜瓿煤炭工业学校煤矿机电专业.工