压力释放阀 银盘水电站1号主变压器为三相双
作者:admin 发布时间:2023-07-29 16:34:15 分类:科学 浏览:96
银盘水电站1号主变压器为三相双绕组强迫油循环风冷无载调压电力变压器,自2011年6月投入运行以来,各项运行参数指标正常。2015年4月3日18时4分1号主变压力释放阀2动作。该事件发生后运行及检修维护人员认真检查分析其原因,制定了详细的处理方案,经过排气和调整油枕油位使主变压器恢复正常运行,有效防止了不安全事故的发生。
关键词:变压器;压力释放装置;结构原理;动作原因;电力系统;电气设备 文献标识码:A
中图分类号:TM403 文章编号:1009-2374(2015)35-0076-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.037
1 事件概述
电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一,其内部一旦发生电气放电故障,会产生电弧,电弧的高温能够分解变压器绝缘油而产生大量气体。这些气体将使油箱内部压力急剧增大,由于变压器绝缘油具有不可压缩性,因此如果在几毫秒之内不能及时释放这个巨大的内部压力,将可能使油箱破裂或酿成火灾事故,而变压器压力释放装置就能够有效的解决这一问题。然而,压力释放装置一旦动作,则应该立即分析其动作原因,进而做出及时有效的处理,防止异常现象发展为事故,减少对电网及设备造成的影响或损失。银盘水电站1号主变压器型号SFP10-340000/220,为三相双绕组强迫油循环风冷无载调压电力变压器,由特变电工衡阳变压器有限公司制造,在变压器上端对角线安装有两个同型号的压力释放装置,高压侧有两回出线,低压侧采用扩大单元接线。自2011年6月投入运行以来,各项运行参数及指标正常。2015年4月03日18时04分1号主变带有功负荷315MW,无功负荷15MW,监控报1号主变压力释放阀2动作,轻瓦斯保护报警动作,现场检查油面温度65℃,绕组温度95℃,油位计指示为6.7格,油箱顶部及油池内有绝缘油喷出,压力释放装置已复归,瓦斯继电器内无气体,主变压器运行声音平稳,呼吸器工作正常,红外成像检查未发现异常过热现象,后续取油样做色谱分析也未见异常。
2 原因分析
2.1 主变压器压力释放阀结构及动作原理
图1
压力释放阀实质上是一种弹顶阀,它以独特方法将驱动压力瞬间扩散。从图1断面图表明,该装置由1/2六角螺栓?通过安装法兰①固定到变压器上,用密封垫②密封。动作盘③有弹簧⑦弹顶并与顶部氰橡胶密封垫④和侧向接触式密封垫⑤形成密封。外罩⑥将弹簧⑦压缩并由6个螺丝?保持在压缩位置。
当变压器内部作用到顶部密封垫④区域内的压力超过弹簧⑦产生的开启压力时,压力释放阀即动作。一旦动作盘③从顶部密封垫④稍微向上移动,动作盘上的变压器内部压力马上扩展到侧面氰橡胶密封圈⑤直径内的整个面积上,作用力极大增强,使位于弹簧⑦闭合高度的动作盘突然打开。变压器内部压力迅速下降到正常值,弹簧⑦使动作盘③回到密封位置。
2.2 压力释放阀动作原因分析
2.2.1 1号主变压器发生内部绕组故障或近区短路引起绕组脉动,变压器绝缘油急剧膨胀,使油箱内部压力升高,导致压力释放阀动作开启。通过对1号主变取油样进行化验,得知油质合格以及1号主变运行各参数均正常,故排除1号主变由于内部绕组故障或近区短路而引起压力释放装置动作。
2.2.2 1号主变压器油位高,主变大负荷运行时油温上升较快,绝缘油膨胀导致内部压力增大,致使压力释放阀2动作。1号主变投产试运时因为油位高导致过一次压力释放阀动作事件,且这次事件发生时对照温度/油位曲线表,油位应在5.5~6格,但实际油位为7格左右。由此可见,这一原因的可能性较大。
2.2.3 1号主变油枕内有气体进入。1号主变去年检修时对油枕中的绝缘油做了更换,如果检修工艺不当或胶囊漏气,则有可能使得主变内部进入气体,此时当1号主变在高温大负荷运行时,油温升高导致绝缘油和气体膨胀,导致油箱内部压力升高,使压力释放阀2动作。这一原因导致该事件发生的概率较大。
2.2.4 1号主变压器压力释放阀2整定值偏小或弹簧老化等造成压紧力减小。投运以来1号主变压器经过多次高温大负荷的检验,且3次检修过程对压力释放装置检查均未发现异常。由此可见,这一原因导致压力释放装置动作的概率很小。
2.2.5 1号变压器运行温度过高导致绝缘油膨胀,若变压器内部膨胀空间不够则油箱内部压力升高,使压力释放阀动作开启。通过现场检查,1号主变两块油温表、一块绕组温度表显示温度均在正常范围内,且冷却器运行正常,故排除1号主变运行温度过高而引起压力释放阀动作。
2.2.6 1号主变呼吸器呼吸不畅导致主变大负荷运行时,因为绝缘油温度上升产生的膨胀压力无法及时排除。通过现场多次检查1号主变呼吸器运行正常,呼气畅通,故该项原因可以排除。
根据压力释放阀合格证可知:1号主变压力释放阀1动作整定值为58.6kPa,压力释放阀2动作整定值为55.2kPa。因此,本次事件中1号主变压器压力释放阀2先动作。动作后变压器内部压力已排除,压力释放阀2复归,故压力释放阀1未动作。
3 处理措施及效果
经过对以上信息的综合分析和判断,1号主变压器压力释放阀动作最可能的原因为:主变压器油枕内有空气未排出,受高温大负荷运行的影响,油枕内的油位抬高,压缩胶囊以及油枕内残留的空气形成压力源,将压力通过变压器油传递至压力释放阀弹簧,并最终导致压力释放阀动作。针对此项原因,制定了1号主变压器运行状态下油枕排气调整油位的处理措施。
3.1 处理前的准备工作
3.1.1 在1号主变压器油枕下方铺设彩条布,并将用于接油的油桶安放到位,做可靠固定,防止污染环境或引起火灾。
3.1.2 退出1、2号机组AGC运行方式,调整1号主变压器运行方式,将1号主变压器负荷升高,以此使得1号主变压器油温逐步升高。
3.1.3 监视1号主变压器运行油温上升至55℃,对油位计显示做好记录。
3.1.4 制作带压力表的打气筒联通管的封堵板。
3.1.5 在油枕排污阀管道阀门处装设透明油管,并在油管内注入2000mL备用的变压器绝缘油,防止空气通过排污阀开启时进入变压器油枕。
3.1.6 将透明油管提高至油枕高度,开启排污阀,检查透明油管内油位,并与油位计显示进行比较,并用透明油管内油位为排气工作提供参考。
3.2 主变压器油枕排气
3.2.1 申请退出1号主变压器重瓦斯保护动作跳闸压板。
3.2.2 拆卸1号主变压器呼吸器,并安装带打气筒联通管的封堵板。
3.2.3 缓慢开启1号主变压器油枕放气塞,检查是否有气体从放气塞排出。
3.2.4 确定有气体从放气塞排出后逐渐增加放气塞打开程度直至完全开启。
3.2.5 通过气筒向油枕胶囊充气,胶囊容积为5425L,气筒每次充气量为0.157L。充气过程中对气囊压力及放气塞排气、出油情况进行监视,若当油枕顶部放气塞有油冒出时关闭出油放气塞;当放气塞关闭后,立即恢复油枕呼吸器,登记当前油位计显示并做好记录,油枕排气工作结束,记录总充气量。若气囊压力达到3kPa而油枕放气塞仍未有油冒出,则停止充气,记录总充气量,按3.2.6执行。
3.2.6 若气囊压力达到3kPa而油枕放气塞仍未有油冒出,则通过关闭冷却器的形式提高1号主变压器油温,将油温逐步提升至65℃,若当油枕顶部放气塞有油冒出时关闭出油放气塞,当放气塞关闭后,立即恢复油枕呼吸器,登记当前油位计显示并做好记录,油枕排气工作结束。提高1号主变压器油温时控制变压器油温在75℃以下,当1号主变压器油温达到75℃时恢复冷却器运行,控制变压器油温。
3.3 主变压器油枕油位校验调整
3.3.1 排气工作结束后,检查透明油管油位变化情况,对比油温油位曲线,找出当前油温对应油位,计算排油量,油枕长度为4800mm,直径为1200mm,估算需要排油的体积,并通过透明油管校验实际油位。
3.3.2 排油至前油温对应油位,排油结束,关闭排污阀,拆卸透明油管,将油管内变压器油回收。
3.3.3 静置一段时间,检查1号主变压器运行平稳,各项参数均正常,投入重瓦斯保护动作跳闸压板。
经过以上处理,已将油枕空气排尽,用透明油管采用连通器的原理验证油枕真实油位,将油枕排油至油枕中心线偏上位置,共计排油620L,满足1号主变压器油温油位曲线要求。排油工作完成后,经过运行、点检及维护人员近1个月的严密观察和分析,1号主变压器油位、温度、声音、呼吸及各项电气参数均正常,已安全运行5个多月。
4 安全防范措施
一切事故皆可以避免,而实现这一目标就必须在日常工作中做好相应的安全防范措施。针对主变压器压力释放阀动作,分析有以下五条:(1)生产人员务必要认真做好高温大负荷期间的巡视工作,检查油位、气压、温度等参数是否正常,并结合负载一油位曲线、温度一油位曲线做好负载、油温、油位、气压参数的分析比对,及时掌握设备运行状况,发现问题立即汇报和处理;(2)巡视时应注意运行中主变声音是否为正常、均匀的“嗡嗡”声,无异常声响,检查主变本体呼吸器油杯是否有冒泡现象,呼吸是否畅通;(3)更换呼吸器硅胶的同时,还要对呼吸器油封进行换油和对呼吸器进行清洁处理;(4)严格遵守检修规程和主变压器说明书相关规定,提高检修人员的技术水平和检修工艺;(5)发现异常要及时分析处理,做好事故预想和反事故措施,并组织演练。
5 结语
主变压器作为水力发电厂内的重要电气设备,其运行、维护与检修工作必须做到认真仔细,合乎相关规范要求,唯有如此才能避免运行过程中发生异常或事故。本文通过生产实际,对主变压器压力释放阀的动作原因做了详细的分析,提供了主变在运行状态下油枕排气调整油位的处理方法,希望能够给相关人员提供有益的信息。
参考文献
[1] 特变电工衡阳变压器有限公司.特变电工1TB1A.710.20265电力变压器说明书[S].
[2] 北京市天菱电气设备有限公司.208系列压力释放阀说明书(编号:QT 4-208)[S].
作者简介:卢忠强(1986-),男,甘肃天水人,重庆大唐国际武隆水电开发有限公司助理工程师,研究方向:水电站运行维护。
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