某电厂主变压器噪音异常影响的分析和处理

1/5某电厂主变压器噪音异常影响的分析和处理某电厂主变压器噪音异常影响的分析和处理1异常分析2016年5月，调试人员在日常巡检时发现浙江某核电厂500KV升压变压器在空载运行期间出现间歇性的噪音骤升现象，变压器2米处噪音最高达到。该现象持续约2个月，且噪音骤升现象每次持续时间不一，但现场检查3台主变并未发生外部故障，在线油色谱数据和实验室油色谱分析结果也未有异常。该组变压器自投用开始基本处于空载运行状态，从实测的数据来看，变压器负荷基本不变，风机投入数量一样的情况下，变压器的噪音却发生了较大的变化，因此排除辅助设备运行导致噪音骤变的可能性。其主要原因在于变压器本体噪音的增大，由于核电厂主变压器已经列入核安全局监管设备，其重要性对电厂不言而喻。变压器的噪音主要来自于变压器本体及其辅助设备，本体噪音主要有三种铁芯硅钢片的磁滞伸缩的振动噪音，硅钢片中磁畴在交变磁场的作用下，硅钢片发生周期性的2/5磁滞伸缩，导致硅钢片振动，产生噪音；线圈导线或线圈间电磁力产生的振动噪音；铁芯和线圈的振动通过铁芯和油箱、器身和箱底基础的固定部分和变压器油传递到油箱引起的油箱及其附件的振动噪音。经调查该变压器自投用以来的各项数据来看，该变压器一直处于接近空载运行的工况，无故障和保护跳闸的记录，对比历次变压器绕组变形的数据来看，变压器绕组并未发生变形，初步判断铁芯振动的加剧才是变压器噪音升高的主因。由于该变压器自投用以来，未有相关故障和保护跳闸的记录，包含油色谱在内的各监测数据也正常，后从浙江省电网公司了解得知，自浙江金华直流换流站建设完成以后，附近多个500KV变电站主变均出现过主变噪音超标的现象，现已经为直流换流站附近的500KV变电站主变中性点加装了隔直装置，各变电站主变噪音已经恢复正常。调试人员初步怀疑，直流偏磁是主变噪音异常的主要原因。为解决主变噪音超标的问题，电厂就上述情况与变压器制造厂家进行了商讨，厂家技术人员结合厂内统计数3/5据和经验认为直流偏磁是造成主变噪音异常的主要原因。测试分析由于电力变压器铁心磁通与励本文由论文联盟HTTP/收集整理磁电流I呈非线性关系。结合图1分析，变压器采用冷轧硅钢片，变压器绕组无直流分量时，对应图1中实线，铁心工作在磁化曲线直线段，励磁电流随磁通变化呈正弦波。当励磁电流存在直流分量时，对应图1中虚线，磁化曲线进入饱和区，导致励磁电流出现正半波尖顶，负半波正弦的现象，励磁电流正负半周严重不对称。如图1虚线所示，励磁电流发生畸变，漏磁幅值增加，导致硅钢片之间，绕组之间振动加剧，引起噪音增大。从表1的测试数据中可以看出，变压器中性点直流分量最大值为。而该厂主变压器设计正常工作磁通为，励磁电流为，经查阅标准，国家电网500KV电力变压器招标文件技术规范和220750KV油浸式电力变压器使用技术条件均规定变压器具备承受4A直流偏磁的能力，该厂变压器直流分量仅达到了，虽然仍在标准的要求范围内，但从直流分量和正常励磁电流的比值来看，直流分量几乎4/5达到了正常励磁电流的2倍，直流偏磁已经较为严重。为确保变压器仍在规范允许的运行范围，调试人员参照220750KV油浸式电力变压器使用技术条件中的规定对变压器进行了进一步测量分析“变压器高压绕组在4A直流偏磁作用下应满足下列要求变压器能够在额定负荷下长时间运行，油箱壁的最大震动位移不应大于100M，油箱壁的位移增量不应大于20M，单台变压器噪音不应大于90DB。”测试参数显示，变压器油箱最大位移量为M，远小于规范100M的要求。由于变压器油箱壁的位移在变压器制造和出厂验收时均未列入出厂试验，因此现无法考量油箱壁位移的增量。由于直流分量的存在导致励磁电流波形发生畸变，波形畸变后势必导致励磁电流谐波成分发生变化，目前国内针对变压器存在直流偏磁时励磁电流波形的研究发现直流偏磁会导致励磁电流出现偶次谐波，且随着直流分量的增加，偶次谐波分量会急剧上升，图2是通过仿真分析给出的不同直流分量情况下励磁电流谐波含量的变化。结语5/5结合上述分析，该厂主变压器噪音骤升的原因认定为直流偏磁导致，但结合标准来看，该厂的主变压器直流分量、噪音及振动数据仍在规范允许工作范围内，可暂不考虑增加隔直装置，但需要对中性点直流分量、噪音、振动、油色谱进行定期监测，并在后续主变压器采购时，增加直流偏磁的相关条款和试验项目收集原始数据。结合本次变压器噪音骤升问题的处理，总结出了变压器存在直流偏磁的一些判断依据供后续