某电厂油浸式变压器压力释放阀动作异常分析

引言

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短路故障,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能够有效解决这一问题,压力释放装置一旦动作,就应该立即分析动作原因,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,保障机组安全运行。因此,日常巡检时,检查变压器压力释放阀动作情况及保护装置运行情况十分重要。

油浸式变压器的压力保护装置为压力释放阀,通常安装在油浸式变压器油箱的上壁或侧壁上,安装位置的油压由弹簧结构感应,当压力释放阀安装位置的油压超过其开启压力时,将及时打开压力释放阀,通过排出高压绝缘油释放油箱内油压:当油箱内压力降至压力释放阀关闭压力时,压力释放阀自动关闭,保持油箱密封。根据国家标准,容量800kVA以上的变压器应设置压力保护装置。根据长期运行实践结果,压力释放阀成功保护了数以万计的变压器油箱,避免了油箱内部油压突然升高导致的变压器损坏,所以油浸式变压器的压力保护装置起到了举足轻重的作用。

1设备概述

某4×300MW电厂#1机组主变压器是国内某厂家生产的型号为SFP9-370000/220GY的三相油浸式强迫油循环风冷变压器,在变压器顶部左右侧安装有两个同型号(YSF4Ⅱ-55/130KJTH）的压力释放装置,如图1所示。C柜主变压力释放动作于信号,相应的跳闸压板退出。主变压器压力释放阀技术规范如表1所示,自1996年运行至今,各参数及指标正常。主变压器相关技术规范如表2所示。

2压力释放阀异常现象

该电厂已投产二十余年,2020年6月20日,#1机组负荷200MW,发变组保护C柜发"#1主变压力释放"报警,变压器本体压力释放阀处检查无渗油、喷油现象,同时瓦斯保护未动作,#1主变油位指示计5.8格,油面温度46℃,绕组温度49℃,#1主变运行声音平稳,呼吸器工作正常,红外成像检查未发现异常过热现象。随后联系化学专业取油样

做色谱分析未见异常,油样分析结果统计表如表3所示。

2020年6月21日,压力释放动作信号自动消失。

3原因分析及处理经过

3.1原因分析

发现#1主变压器保护装置C柜发"压力释放"报警后,立即组织专业人员现场排查。检查主变压器各处连接螺栓均紧固,无渗油现象:检查主变压器各焊缝处也未出现渗油现象:变压器本体压力释放阀处检查无渗油、喷油现象,同时瓦斯保护未动作,#1主变油位指示计5.8格,油面温度46C,绕组温度49℃,C1主变运行声音平稳,呼吸器工作正常。

（1）通过查阅最近的一次检修记录发现,#1机组主变压器2018年度A级检修时吊罩,更换过油箱油枕,结合现场温度/油位曲线对比,油位5.8格符合温度/油位曲线,排除主变油枕气体进入的可能。

（2）检查发变组保护装置校验记录及试验报告,发变组保护装置运行可靠,排除发变组保护装置误发信号的可能。

（3）虽然压力释放阀动作,但未见喷油,同时瓦斯保护没有动作,油色谱分析正常,从这些数据可判断变压器内部没有发生放电故障。

（4）变压器所有参与油循环的阀门全部在正常位置,排除了油路循环不畅的可能。

（5）#1主变冷却器运行方式:负荷160MW,第一、第四组风扇运行,第二组风扇投备用,第三组风扇投辅助。因此,冷却器投入数量不足不会使变压器顶部油温仅为46℃时压力释放阀动作。

3.2处理经过

为调查压力释放阀动作的原因,在2020年#1机组临停消缺时拆除#1主变顶部左右侧压力释放阀进行压力动作校验,左侧压力释放阀动作整定值56.7kPa,右侧压力释放阀动作整定值55.8kPa,在试验过程中送保护装置用信号开关接点有信号开出情况,但压力释放阀未动作。综上所述,压力释放阀于1996年投产至今,使用年限过长,信号发出不可靠,为此次压力释放阀动作的原因。

更换#1机组主变压器左右侧压力释放阀并完成动作整定,2020年10月开机至今,#1主变运行平稳,未发生压力释放阀动作情况,问题得以解决。

4防范措施

针对#1主变压器压力释放阀信号误开出的情况,提出如下防范措施:结合油温/油位曲线、负载/油位曲线等做好分析比对,及时掌握设备运行状况:加强巡检质量,注意检查变压器声音、冷却器运行情况等,若有异常查明原因:严格执行定期工作,对主变压器的绝缘油进行取样化验分析,通过化验结果可发现变压器运行情况及内部有无异常放电:定期检查校验压力释放阀动作值,确保装置可靠。

5结语

该电厂发生的#1机组主变压器压力释放阀信号误开出事件,是压力释放阀使用年限过长所致。随着时间的积累,压力释放阀性能会变差,影响机组的安全、稳定运行。针对此次事件,该厂已将#2、#3、#4机组主变压器压力释放阀检查工作列入了检修计划。希望此次事件能给同行带来一定的启示。