因負(fù)荷重引起220kV變電站主變油溫高的技術(shù)分析

諶天亮 胡恒

摘要：近年來(lái)220kV變電站由于負(fù)荷較低前期多為一臺(tái)主變，但隨著負(fù)荷的逐漸增加導(dǎo)致主變油溫高的事件多有發(fā)生，現(xiàn)對(duì)一起220kV變電站負(fù)荷重導(dǎo)致主變油溫高的事件進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施，希望能夠減少由該情況引發(fā)的變壓器故障。

關(guān)鍵詞：變壓器；電力負(fù)荷；油溫

中圖分類(lèi)號(hào)：TM 732文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

電力變壓器是發(fā)電廠和變電站中的重要原件之一，變壓器的負(fù)荷超過(guò)額定值運(yùn)行時(shí)，繞組、線夾、引線、絕緣部分及油的溫度會(huì)升高，致使套管、分接開(kāi)關(guān)、電纜終端頭和電流互感器等受到較高的熱引力，安全裕度降低；導(dǎo)體絕緣機(jī)械特性受高溫的影響，熱老化的累積過(guò)程將加快，使變壓器的壽命縮短[1、2]。某220kV變電站變壓器容量為150MVA，單臺(tái)主變，雙母線接線方式，2008年4月28日投入系統(tǒng)運(yùn)行。同年8月27日，一條110kV線路作為樂(lè)山電力連接國(guó)家電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)在該站投入系統(tǒng)運(yùn)行。兩年多來(lái)，樂(lè)電負(fù)荷下網(wǎng)需求增長(zhǎng)速度與日俱增，令該站主變過(guò)載頻頻告警，嚴(yán)重危害主變絕緣及附屬設(shè)備的安全運(yùn)行。

2 事件經(jīng)過(guò)

2009年過(guò)載情況：09年7月20日，2號(hào)主變出現(xiàn)第一次過(guò)載，負(fù)荷為150.79 MW。當(dāng)時(shí)樂(lè)電公司從該站下網(wǎng)負(fù)荷131.55 MW。同年某水電站于09年5月增容，并經(jīng)110kV雙回線路送入該站，上網(wǎng)負(fù)荷基本維持在40MW，此時(shí)主變過(guò)載情況得以緩解。09年下半年樂(lè)電公司下網(wǎng)負(fù)荷增長(zhǎng)迅猛。樂(lè)山電力公司出于下網(wǎng)負(fù)荷需求，09年10月31日，樂(lè)電公司110kV下網(wǎng)線路完成增容技術(shù)改造，預(yù)計(jì)最終下網(wǎng)負(fù)荷為180～200MV。

2010年過(guò)載情況：該站2號(hào)主變自2010年以來(lái)過(guò)載情況達(dá)到建站以來(lái)歷史高峰。2010年2月17日18：26分，樂(lè)山電力公司一發(fā)電廠變壓器故障停運(yùn)，造成該站2號(hào)主變負(fù)載瞬時(shí)飆升至189MW。

據(jù)站內(nèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,3月1日至15日, 主變累計(jì)過(guò)載123小時(shí)，平均每日過(guò)載12小時(shí)。自主變發(fā)生過(guò)載以來(lái),站內(nèi)運(yùn)行值班人員對(duì)該情況非常重視，值班人員除及時(shí)向各級(jí)調(diào)度和管理人員匯報(bào)主變負(fù)荷情況外，另外增加了特巡和紅外線測(cè)溫次數(shù)，加強(qiáng)了對(duì)主變負(fù)荷及油溫、油位監(jiān)視。

2010年3月2日下午18：21分，2號(hào)主變負(fù)荷為129.77MW，“油位異常”報(bào)警，遙信油溫72.8℃，本體油溫73.5℃，環(huán)境溫度18℃，油枕油位接近上限?！坝臀划惓！眻?bào)警后，當(dāng)值人員隨即組織展開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)本體查看，在確認(rèn)上層油溫（71℃；負(fù)荷129.77MW）和油位接近上限后，當(dāng)即將備用冷卻器投入運(yùn)行（輔助風(fēng)冷早已啟動(dòng)投入）。18：31分，值班人員將2號(hào)主變過(guò)載情況匯報(bào)地調(diào)，要求地調(diào)控制主變負(fù)荷。地調(diào)詳細(xì)詢(xún)問(wèn)有關(guān)情況后，于19:05分開(kāi)始控制下調(diào)樂(lè)電公司下網(wǎng)負(fù)荷。在地調(diào)控制下，主變負(fù)荷及溫度、油位緩慢下降，樂(lè)電公司下網(wǎng)負(fù)荷由130MW下降至90MW，至此油位明顯下降，本體溫度也逐漸恢復(fù)正常，油溫69.5℃，繞組溫度78℃。

3月3日上午，檢修單位組織了現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)題查勘分析，在變電站負(fù)責(zé)人陪同下對(duì)監(jiān)控后臺(tái)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了查看收集，并注重對(duì)2號(hào)主變本體風(fēng)扇運(yùn)行情況和油流蝶閥開(kāi)啟狀態(tài)做了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下：

（1）冷卻器前后散熱片灰塵堵塞較為嚴(yán)重；

（2）Ⅰ至Ⅵ組風(fēng)扇出風(fēng)量不一，散出氣流熱量也有差異；

（3）Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ組冷卻器油流蝶閥有輕微回轉(zhuǎn)。

當(dāng)日12：02分，檢修人員進(jìn)行了2號(hào)主變油樣采集；14：40分，工作負(fù)責(zé)人進(jìn)行了2號(hào)主變散熱器沖洗。檢修單位于3月5日由工作負(fù)責(zé)人再次取主變油樣進(jìn)行分析。

3月4日，全天2號(hào)主變負(fù)荷油溫及油位正常，證明散熱器沖洗效果明顯。

近期，經(jīng)相關(guān)部門(mén)與樂(lè)山電力公司和從該站上網(wǎng)的水電站進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通后，積極采取相應(yīng)措施，一方面加大水電站出力，一方面合理調(diào)整樂(lè)電公司下網(wǎng)負(fù)荷，意在減少和控制2號(hào)主變過(guò)載工況，緩減主設(shè)備運(yùn)行壓力。采取上述措施后,自18日起， 2號(hào)主變負(fù)荷除偶爾短暫超過(guò)（下轉(zhuǎn)第22頁(yè)）140MW，基本維持在110MW～130MW之間，主變溫度油位均正常。

3 原因分析

主變過(guò)載后，變壓器油溫隨著負(fù)荷上升而增高。下面分析一下影響變壓器油溫升高的其他原因：

（1）風(fēng)冷系統(tǒng)風(fēng)扇散熱片在高粉塵污染環(huán)境下灰塵堵塞嚴(yán)重，大大減少了散熱器的進(jìn)風(fēng)量，影響了風(fēng)扇出力，是造成此次主變油溫異常的重要因素。（該站與當(dāng)?shù)刈畲筇沾蓸I(yè)生產(chǎn)廠家廠房?jī)H一墻之隔，距離其高排煙囪僅十幾米遠(yuǎn)，全站設(shè)備處于高粉塵污染區(qū)域。）

（2）SFPSZ-9型2號(hào)主變?cè)诶鋮s系統(tǒng)存在一定的裝置缺陷，同樣型號(hào)的主變?cè)诹硪?20kV變電站類(lèi)似隱患更為突出，其主要反應(yīng)在油流蝶閥定位卡子設(shè)計(jì)不合理，在運(yùn)行中蝶閥回轉(zhuǎn)甚至關(guān)閉以致油流不通暢，影響油循環(huán)，散熱效果差。在調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)其中三組油流下蝶閥開(kāi)度不完全，這也是影響主變冷卻效果不理想原因之一。

（3）主變過(guò)流的影響，鑒于無(wú)功功率與主變銅損之間關(guān)系，銅損是電流在繞組的電阻上引起的損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃肯牡?[3]。對(duì)于2號(hào)主變來(lái)講，當(dāng)時(shí)高壓側(cè)過(guò)高的無(wú)功功率也是引發(fā)繞組溫度高的原因之一。

4 總結(jié)

首先，加強(qiáng)主變運(yùn)行監(jiān)控與巡視檢查力度，記錄各項(xiàng)相關(guān)數(shù)據(jù)，定期進(jìn)行分析。尤其加強(qiáng)高峰負(fù)荷期間的特巡和紅外線測(cè)溫，密切關(guān)注主變冷卻器運(yùn)行情況；嚴(yán)格匯報(bào)制度，加強(qiáng)信息傳遞與溝通。其次，嚴(yán)格執(zhí)行已制定的預(yù)案和防控措施，確保設(shè)備安全運(yùn)行；運(yùn)行單位針對(duì)該型號(hào)的變壓器開(kāi)展運(yùn)行專(zhuān)題分析，提出運(yùn)行注意事項(xiàng)，在提高運(yùn)行人員對(duì)變壓器運(yùn)行的理論分析能力的同時(shí)，從而加強(qiáng)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理；檢修單位針對(duì)該型號(hào)的變壓器做檢修專(zhuān)題分析，從技術(shù)角度采用可行性手段盡可能改善主變運(yùn)行工況。

參考文獻(xiàn)

[1] 熊信銀.電力變壓器的運(yùn)行.《發(fā)電廠電氣部分》第十章.

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).溫升.電力變壓器第二部分.

[3] 梁偉.電力變壓器常見(jiàn)故障原因淺析[J].電腦知識(shí)與術(shù),2005,(0）