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伊春变压器的绝缘油量应当控制在什么范围?伊春变压器的过励磁反应是什么?

2019-03-22 点击量:104

  伊春变压器的绝缘油量应当控制在什么范围?

  伊春变压器[1]是发电厂的主要电气设备,特别是发电厂的主变更是举足轻重,一旦在运行中发生故障[2],会严重影响电厂的安全运行,轻则影响供电量,重则造成生产安全责任事故,导致人员伤亡和经济损失,因此对伊春变压器的检查、维护、检修、运行要全过程全方面严格按规程规定进行,不可大意。某发电厂一台主变就因为在主变大修时对主变本体和高压侧套管充油量过大,在运行中没有及时清洁主变冷却器,主变冷却器控制系统发生故障使运行中的一台主变冷却器停运,当天气温较高,主变带负荷长时间运行,几个因素巧合在一起导致了主变的高压侧套管漏油,主变被迫减负荷运行。

  1 故障伊春变压器概况

  发生高压侧套管漏油[3]的伊春变压器是某厂唯一的一台主变,该厂主接线为两机一变扩大单元接线,两台水轮发电机组容量1号机为41100KVA(有功功率为36MW),2号机为45714KVA(有功功率为40MW)共为86814 KVA(有功功率共为 76MW),机端电压均为10.5KV,所生产的电能通过位于升压站露天的主变升压至220KV送往广东220KV电网。该主变型号为SFP7-90000/220的升压伊春变压器,容量为90000KVA,低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为220KV,冷却方式为强迫油循环风冷,共有8台冷却器,冷却器型号为YF-120/380,额定冷却容量为110KW。

  2 故障过程

  2006年6月22日,因连续降雨,故障前,该厂两台水轮发电机组已带满负荷连续运行近30天,也即主变接近满负荷运行近30天,主变环境温度达400C,主变全部8台冷却器投入运行。13时56分,主变1T温度异常告警,运行人员立即到现场检查,发现主伊春变压器电接点温度压力表显示为750C(主变温度实际整定值:750C报警发信),同时发现主变高压侧A相套管(套管升高座与瓷瓶结合处)有漏油的现象,大概每2秒钟有一滴漏出。主变本体油也升高到油标最高处,主变冷却器有一组停运。情况紧急,运行人员一边采取减机组负荷,手动投入停运的一组主变冷却器措施,一边向生安部领导汇报。公司领导、生安部领导接报后,立即带领各有关技术专责、电气检修人员到场,经过认真观察,决定采取排部份主变主体油,降低主变主体油油位。经过排油、减机组负荷,手动投入停运的一组主变冷却器措施,主变温度下降到680C,主变高压侧A相套管漏油停止了,故障处理时间约一个多小时。

  3 故障原因分析

  故障后,查阅了主变运行记录,向2003年底承担主变大修的厂家了解当时对主变本体和高压侧套管充油情况,厂家反映主变大修时,为了防止主变有轻微渗漏油时,需停电再充油,对主变本体和高压侧套管加油多了一些,高压侧套管加油到满了。经分析和现场检查,确定主变本体渗漏油,高压侧套管的渗漏油是套管油,因为主变本体的考核压力为0.035MPa,高压侧套管的考核压力为0.15MPa,而主变的压力释放阀的动作压力为0.055MPa,从现场看,主变的压力释放阀并没有动作,证明主体油压力没有达到0.055MPa。而高压侧A相套管的油发生了渗漏,证明是套管的油因压力升高超过0.15MPa而发生的渗漏的。首先从A相套管渗漏,是因为A相套管的密封较其它相的密封差。套管的油压力升高是因为主变本体油和高压侧套管充油过多,当环境温度升高、主变冷却器因长期运行没有及时清洗,冷却效果变差、主变冷却器控制系统发生故障使运行中的一台主变冷却器停运,主变带负荷长时间运行载流元件发热增加等因素作用下,主变本体油位上升到头,油压增大使油循环冷却效果变差,主变高压侧套管因温度升高,套管油膨胀,又因为没有空间容纳膨胀的油,致使套管油压力过高,导致A相套管油从套管升高座与瓷瓶结合处的薄弱点泄漏出来。本次故障幸好运行人员及时发现,迅速采取有效措施降低主变温度,否侧其它相的套管油也会泄漏,本体油也会泄漏,严重的还会有引起主变爆炸的可能。

  4 防范措施

  针对故障原因,为了保证主变正常稳定可靠的运行,采取了如下防范措施:⑴ 立即对主伊春变压器冷却器风机进行全面清洗;

  ⑵ 对主伊春变压器冷却器控制装置进行全面检查,确保不发生主变冷却器在运行中自动停运故障;

  ⑶ 对主伊春变压器冷却器风的清洗和风机维护应每年进行一次,要求在汛期前完成。此项内容列为汛期前做好的常规工作;

  ⑷ 加强对主变本本油位、套管油位的监视,发现异常情况立即处理;

  ⑸ 邀请伊春变压器厂家来现场了解情况并制定有关措施,结合GIS今年年底停电检修工作一起进行检查处理。

  5 结束语

  在伊春变压器大小修时对伊春变压器本体油和套管充油时一定要按规程[4]规定和技术工艺[5]标准进行,充油量严格控制,不能多加,在伊春变压器运行中要密切注意伊春变压器本体油位和套管油位的变化,发现异常情况要当机立断进行处理,不能拖拉。

  伊春变压器的过励磁反应是什么?

  伊春变压器过励磁

  伊春变压器过励磁是设计、制造与运行中常遇到的现象。

  我们首先谈一下伊春变压器过励磁是怎样产生的? 以及它对伊春变压器有什么危害?

  产生过励磁的原因:

  a. 铁心结构上原因,目前都采用冷轧晶粒取向硅钢片作为铁心导磁材料,铁心为全斜45接缝的叠片方式,接缝分两处错开并有一搭接距离。在搭接处的截面虽增大了倍,但有效厚度却少了,故接缝处实际截面还是小了,故在接缝处有过励磁,磁通密度大了倍。因此目前在发展阶梯式接缝,即接缝在六处错开,这样,有效厚度可保持,实际面积是增加了=1.18。作为过渡措施,接缝在三处错开,这是因阶梯式接缝需改变切线的软件。

  b.恒磁通的伊春变压器带有负载时,为保持不同负载下的输出电压为恒定值就必须补偿阻抗压降,必须能过分接位置的变换或增加外施电压。当外施电压大于分接电压时或增加外施电压时会产生过励磁。

  c.伊春变压器采用中点方式时,在铁心中有过励磁现象。伊春变压器的电压比越接近,过励磁越严重。一般是电压比大于等于2时的伊春变压器才能采用中点方式。

  d.空载伊春变压器在合闸间的过渡过程有过励磁。当铁心中有剩磁通,且在外施电压过零时的瞬间合闸,则过励磁最大,是最不利的空载合闸状态。这是伊春变压器固有特性所引起的瞬时过励磁现象。当f=50Hz时,在0.01s内磁通达最大值。

  现在发展电子型电压达峰值时合闸的断路器,以减少合闸瞬间过励磁。

  e.三相三柱式铁心,Yyn0结法伊春变压器,由于负载不平衡会引起中点电压浮动,此时铁心中也会过励磁。

  f.发电机甩负载时会在伊春变压器与发电机联结端子上出现过电压,并引起过励磁。当f=50Hz时,磁通可在0.02s内达最大值。

  g.在中点接地系统中,在单相接地故障的异常工况下,健全相的相电压会增加,110kV及以上系统,此电压会增加1.3倍。故障期间,铁心会过励磁。

  h.当电网频率低于额定频率时,当感性电压不变时,频率的降低会引起铁心中磁通的增加,会有过励磁。

  铁心中产生过励磁时会影响:

  a.空载损耗会增加;

  b.伊春变压器的噪声水平将增加;

  c.空载电流中高次谐波含量增加;

  d.涌流会大于空载电流,引起较大的机械力;

  e.达励磁时杂散磁通会离开主磁路引起结构件中附加损耗;

  f.铁心的温升会增加;

  g.过励磁的同时还有过电压,绝缘结构应能承受住这一过电压。

  因此,在IEC76-1标准上对过励磁能力有一规定,在设计时要保证伊春变压器能具有一定的过励磁能力。

  在运行中,要保持一定的过励磁水平。

  如不具有过励磁能力或承受较大过励磁能力,会影响伊春变压器的安全运行。

  在制造中常采用机组作电源是为了铁心中磁通密度为额定值,如感应试验时一般要采用100Hz及以上频率的电源。

  为什么伊春变压器各部分需加各类绝缘件?

  生产中如何注意绝缘件的清洁并防止其它变形?

  (1) 各部分绝缘的作用

  a. 薄纸筒小油隙的作用。伊春变压器油有一特点:当油隙尺寸为3mm时,油隙绝缘强度为14kV/mm;为6mm时,则为101kV/mm。油隙尺寸越大,每毫米绝缘强度越低。因此,在一个油隙中加一张纸板就能提高油的绝缘强度,油隙分得越小,油绝缘强度越高。这就是用小油隙的理由。

  在油与纸的绝缘结构中,δmm厚的纸板的绝缘强度只有相当于0.5δmm油隙的绝缘强度。也就是说,在相同的距离下,纸板越厚,绝缘强度就越低。这就是用薄纸筒的理由。

  但是,油隙的最小值应由散热条件来确定,一般不小于7mm;而纸筒的厚度最小值应由机械强度来确定,一般最小为3mm,即1.5mm纸板围两层。应当注意,靠近内绕组的油隙应保持7~8mm,靠近外绕组的油隙应保持8~9mm。绕组间主绝缘之间油隙也可由瓦楞纸板形成。绕组匝绝缘越厚,该油隙绝缘强度越高;绕组油道大引起电场畸变,则绝缘强度低。采用薄纸筒小油隙结构时绕组间距离小了,但也降低了端部电场强度,应加角环或引伸纸筒,且在端部线段内外侧垫纸条。

  主绝缘采用薄纸筒小油隙的结构能使绝缘尺寸缩小,节约材料。在相间加隔板,绕组外加围屏,套管外加电木筒也是这个原因,目的都是提高油的绝缘强度。

  b. 角环的作用。角环也是油屏障的一种,起增加绕组端部到铁轭和绕组端部间的爬电距离的作用。

  c. 成型绝缘件的作用。成型绝缘件是用湿纸浆直接成型的,因此具有极高的电气性能,可以做成和各种不同线相平行的形状,形成极好的油屏障,减少垂直电场的作用。

  可以根据需要做成产品要求的厚度,并能实现产品的特殊要还应,如实现机械支承和密封,还能实现薄纸筒小油隙的结构。

  d. 酚醛胶纸筒(电木筒)的作用。油浸式伊春变压器采用酚醛纸筒作绝缘,主要是因为它有较高的机械强度,便于套装。但是这种纸筒的耐压值为:

  厚度/mm 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

  耐压值/kV 2.4 28 32 36 40

  可见其电气强度较差。这是因为纸筒层间的固化物树脂与纸是不同的物质,在交界面电场畸变,且有气泡和杂质存在。胶纸的底纸不易被油浸渍,纸纤维的空隙不易被油填满,空气和水分消除不易彻底,且容易吸潮。所以一般只在低电压绕组内采用。

  e. 压钉绝缘的作用。铁心柱上不能有短路匝,绕组中不能有短路匝,结构件上也不能形成短路匝。钢压板(压环)上开一缺口就是这个道理,绝缘压板无缺口。

  但是,正压钉都拧在夹件上,反压钉都拧在压板上。如果正压钉下面或反压钉上面不放压钉绝缘,很容易使钢压板短路,即在压板断口处,压板通过正压钉一夹件一正压钉,或反压板一夹件一反压钉,使钢压板形成短路匝,如图36-1所示。

  (2) 绝缘件的清洁、变形和开胶

  伊春变压器器身进行真空干燥前一定要灰尘吸掉。在绝缘件上不要用铅笔写字,因为铅笔芯一般是导体;也不要用粉笔作标记,因为粉笔是硫酸钙,溶于油中易形成油垢;要用蓝铅笔做标记,因为它是非导体,不影响电气强度。

  绝缘件的清洁与否对电气强度影响很大,若绝缘件上有粉尘,经过油的冲洗就随油游动起来。因为http://yaan.lcjyg.com/粉尘中有许多金属粒子,它在电场的作用下,排成串,形成带电体之间的通路(搭桥),从而破坏了绝缘强度,造成放电。电压越高,粉尘游离越严重。越容易放电。

  层压绝缘件开胶的原因有:(a)涂胶量小或胶的浓度不够,使树脂没有足够的粘结力;(b)温度低或时间短,树脂不能彻底进行固化反应;(c)压力不足或在粘结过程中压力减少,树脂只是自身固化成膜,而使被粘合面间不能真正粘结;(d)炉内升温太快,出炉的温度高或冷却太快,内部包含很大热量,失掉压力后和空气急剧接触形成内应力而把粘结层拉开。

  绝缘件变形的种类有收缩变形和翘曲变形。变形的原因有:(a)材料本身含水量大;(b)含水量不均匀,或水分挥发速度不一,收缩快慢不等;(c)局部受热或局部受潮;(d)存放的方式和地点不当,如应平放的而采用了立放。

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