浅析广西灵山大怀山风电场变压器运行过程中的异常现象和故障处理方法

2020-03-05李甲煌

广西电业 2020年12期

●李甲煌

变压器作为电力系统运行的重要组成部分，能否正常运行直接关系到了电力系统的安全性、可靠性和稳定性。本文通过广西灵山大坏山风电场（以下简称“大怀山风电场”）变压器运行过程中的异常现象和故障的分析研究，提出了有针对性的处理方法，达到了预期目的，可供同类风电场参考借鉴。

一、引言

大怀山风电场场址位于广西钦州市灵山县新圩镇、佛子镇、平山镇、石塘镇一带山脊，距灵山县约25千米，距离钦州市128千米，总装机容量200兆瓦，共安装93台永磁直驱风力发电机，风机投产后填补了灵山县电力缺口，盈余电力可送往钦州市消纳。风电场建设一座110千伏升压站，站内安装2台110兆伏安油浸式有载调压电力变压器，主变压器作为升压站的心脏，其运行可靠性直接影响到整个风电场安全生产。对变压器运行当中容易出现的一些异常现象进行剖析，可提高操作能力和正确处理异常现象及故障的能力，减少事故的发生，增强变压器运行的安全性。

二、主变压器运行过程中异常现象及故障原因分析及处理

（一）声音异常

变压器在正常运行时所发出的声音通常为一种连续且均匀的“嗡嗡”声，如果声音出现异常，一般可能发生以下6种情况之一或其组合：

（1）主变压器过载。主变压器运行过载时“嗡嗡”声音会变得低沉，声量会变大，音调变高，由于大怀山风电场现阶段只接入31台2兆瓦风机，其总功率62兆瓦，尚未满负荷运行，在现阶段此类情况不会发生。

（2）主变压器过电压。在主变压器运行过程中发生中性点不接地或者单项接地情况会导致主变压器过电压，这时会发出非常尖锐的声音。

（3）主变压器内部零件出现松动，导致均匀的“嗡嗡”声中夹带杂音。出现这种情况时可检查主变压器的电流电压是否正常，如果正常就可以判断是内部零件松动造成。

（4）主变压器内部出现水沸腾声音，导致油位升高，温度剧变。出现这种情况一般是由于分级开关出现接触不良或者短路造成过热，需及时停机并检查。

（5）变压器出现放电声。一般是变压器内部或表面发生了局部的放电现象，如果是在夜里或者是阴雨天气的情况下，可见变压器套管有蓝色电晕或火花，并有“噼啪”放电声，这种现象说明瓷件严重污秽或设备线卡接触不良；如果是变压器内部继续有放电声，则是箱体内未接地的铁夹件、铁芯一点接地不良，使其处于不均匀的强电场或磁场中产生静电电荷而放电，或者是分接开关接触不良而放电，需对变压器作进一步检查或停用。

（6）变压器出现爆裂声。声音中夹杂不均匀的爆裂声，一般是变压器内部或表面绝缘击穿，此时应立即将变压器停用检查。

（二）油温异常

当运行负荷增加时，变压器油温要比平常高10摄氏度左右，若负荷没有增加，油温却呈现上升状态，极有可能是变压器内部出现故障造成的。导致这种情况发生的主要因素有涡流的螺栓绝缘或者夹紧铁芯出现问题、匝间短路或者是绕组局部出现接点问题等。出现油温上升现象时需要及时对变压器进行彻查，准确找出油位升高的根本原因所在。

（三）油色异常

变压器在运行中，若发现油位计内油的颜色发生变化，应取油样进行分析化验。若油位也发生了骤然的变化，油中出现了碳质，并有其他不正常现象时，应紧停变压器运行。

（四）油位异常

导致变压器油位异常通常有三种情况：第一种情况是假油位，在变压器的负荷、冷却条件及环境温度均正常，但油枕的油位异常升高，一般是因为变压器呼吸系统堵塞引起的假油位，检查处理时要将掉闸的气体保护退出，然后再排除堵塞。第二种情况是变压器的油面过低，原因一是气温偏低造成油量发生不足，二是油枕容量缺油，达不到运行要求。第三种情况是人为原因放油或出现渗漏油现象。人为放油一般是检修需要，造成渗漏油的因素，一是由于油箱零件密封过程出现问题，没焊接好，使得变压器出现负重或震动。二是变压器内部出现问题，油温升高体积膨胀，压力过高出现漏油或喷油现象。油位异常处理方法主要有三种：

（1）如果油位缓慢下降，应全面检查是否漏油或气温低使油面下降，并通知检修人员处理或注油。

（2）如果油位急速下降，禁止将瓦斯保护停用，应立即设法制止漏油，并通知维护人员处理或注油，如无法制止应联系中调停电处理，检查是否环境温度降低或负荷减少。

（3）如果是环境温度或负荷影响油位，而油位不能达到规定的油标高度，应联系维护人员给变压器加油到标准位置。

三、主变压器异常现象及事故处理

（一）变压器内部异常现象处理

（1）变压器出现冷却系统不正常、严重漏油、有局部过热现象、油中溶解气体等较严重缺陷或绝缘有弱点时，缺陷不能及时消除或暂时不能退出运行的情况时，需向当值调度部门申请提出主变运行，并加强变压器重点监视和巡视检查，变压器不能超额定电流运行。

（2）变压器跳闸时，首先根据继电保护动作情况和事故跳闸当时的外部现象（变压器过负荷、邻近设备故障等）判断故障原因，并进行处理。

（3）若差动和重瓦斯保护全部动作或仅重瓦斯保护动作，未查明原因和未消除故障前不得送电。

（二）变压器差动保护跳闸处理

（1）出现差动保护动作跳闸时，值班人员需立即向当值调度部门汇报。

（2）立即开展现场相关的设备详细观检查，重点检查变压器附近有无油的气味，油色、油位有无突变，油箱有无膨胀变形，套管有无破损、裂纹及放电痕迹，瓦斯继电器内有无气体。

（3）检查差动保护范围内的开关、连接导线有无故障，检查变压器端子箱、保护屏等二次回路有无故障。

（4）将检查情况详细汇报当值调度部门。如差动保护和重瓦斯保护同时动作，表明故障在变压器内部，应对变压器进行内部检查。

（三）变压器瓦斯动作跳闸处理

（1）出现瓦斯动作跳闸时，检查变压器瓦斯继电器中气体性质，并取气样、油样作色谱分析及常规试验，气体颜色的判断应立即进行，以防沉淀使颜色消失（瓦斯继电器中气体及故障性质：气体颜色黄色不可燃，则故障性质是木质故障；气体颜色浅灰色带强烈臭味、可燃，则故障性质是纸或纸板故障；气体颜色灰色或黑色可燃，则故障性质是油中放电故障；气体颜色无色、无臭、不可燃，则故障性质是空气）。

（2）检查变压器防爆门是否喷油，油箱、套管等有无变形、渗漏油，冷却装置是否异常，若风扇停止，立即启动冷却装置。

（3）检查瓦斯继电器及二次回路是否可靠，若是瓦斯继电器误动作，必须将误动作的故障消除后，方能投入运行。若综合判断为变压器内部故障，必须停下处理，禁止试送电。

（四）变压器断路器跳闸处理

（1）迅速查明保护动作情况，检查变压器本体及外观有无明显故障，并立即汇报当值调度员。

（2）变压器主保护动作跳闸，未查明原因、消除故障之前，不得强送电。

（3）变压器后备保护动作跳闸，经检查确定变压器本体无异常，经调度许可，可试送一次，若再次跳闸，未查明原因、消除故障之前，不得强送电。

（五）变压器着火处理

（1）变压器着火时如未自动跳闸，立即断开变压器各侧开关，变压器停电后，断开直流电源、冷却装置电源。

（2）启动变压器消防设施或用干粉灭火器、四氯化碳灭火器、1211灭火器进行灭火，灭火人员应戴防毒面具，如变压器油流到地面着火时，可用干砂子灭火。干式变压器着火时，严禁用砂子灭火，灭火人员应带好防毒面具。

（3）变压器顶盖上着火时，则打开变压器下部油阀，将油排至事故油池，使变压器油面低于火面。若是变压器内部故障着火时，则禁止放油，以防变压器发生严重爆炸。

（4）如危及邻近设备的安全运行，也应及时停止邻近设备的运行。