大型水力发电机组主变压器异常运行及处理方法研究

大型水力发电机组主变压器异常运行及处理方法研究

高峰

国网新源控股有限公司检修分公司 吉林 132011

摘要：大型水力发电机组主变压器担负发动机出口电压（13.8kv，15.7kv,18kv）升压到(220kv，500kv)并入电网，担负着大型发电机组调峰调频填谷任务，是发电厂非常重要组成部分。发电机主变压器异常运行直接威胁电力系统的稳定和机组的安全。本文主要阐述变压器异常运行的现象、原因和危害，分析了由不同故障原因引起发电机主变压器事故处理方法，并提出了发电机主变压器运行时如何及时、正确地处理事故，确保水力发电机组的安全稳定运行。

关键词：水力发电机组主变压器：异常运行；危害；处理。

发电机组主变压器是水力发电厂电气设备中重要的设备之一。正常情况下，利用发电机主变压器把发动机出口电压升压到电网的额定电压以实现与电力系统的并网或者解列。故障情况下，发电机组断路器通过继电保护作用于跳闸，以确保水力发电机组的安全运行。跳闸过程后，只是减小了事故范围，保证不了发动机主变压器的安全运行。严重威胁水力发电机组及电网的安全运行。所以，研究水力发电机组主变压器异常运行处理方法，对保证水电厂发动机主变压器的安全稳定运行意义重大。

发动机500kv变压器异常运行的现象、原因、危害及处理

1.如果水力发电机组500kv主变压器出现异常运行后，如漏油、储油柜也就是油枕内油面高度不够、温度不正常、声音异常、瓷绝缘破损或放点等，应立即组织人员排除，同时上报上级主管部门，并将事故情况记入运行记录。

2.变压器运行中发生以下异常情况时，应立即断开发动机出口开关和主变压器高压侧500kv高压断路器停止运行：

2.1变压器内部声响很大，且不均匀，有严重的放电声或撞击声；

2.2在正常冷却条件下，变压器线圈低压绕组、高压绕组温度不断上升且不正常；

2.3变压器油枕油面急剧上升达到饱和、变压器压力释放阀喷油；

2.4严重漏油致使油面降落于油位计下线刻度；

2.5变压器呼吸器内的硅胶变色过快，油色变化过甚，油内出现碳质；

2.6套管有严重破损或放点现象.

3.变压器过负荷运行超过允许值时，值班人员应及时调整并限制负荷；

4.变压器油的温度超过允许限度时，值班人员判明原因，立即采取措施使其降低，同时检查；

4.1温度表是否正常；

4.2冷却系统运行是否正常；

4.3通风是否良好；

4.4变压器等负荷与冷却介质的温度是否与曲线相符。

若温度升高的原因是由于冷却系统的故障并需停电处理时，应将变压器停下修理；若不停电可修复时，如风扇故障，则应按操作规程进行，并将变压器减负荷至无机械冷却时的容量上。

若油温较正常同样负荷和冷却温度下高出10°C以上,或变压器负荷不变，油温不断上升，且温度计、冷却系统及通风良好正常时，则为变压器内部故障，且保护拒动，这时应立即将变压器停下进行检修。

5变压器油位显著降低时，应立即补油并解除瓦斯继电器所接的掉闸回路，改接至信号回路，变压器注油后，待变压器排出空气气泡后，才可将瓦斯继电器接入。加油必须按规程进行，这里不在阐述。

6变压器的瓦斯、差动保护同时动作掉闸，未查明原因和消除故障之前，不得送电；轻瓦斯动作予信号后应查明原因。

7瓦斯继电器动作的原因，一般是因空气浸入变压器内或油位降低，或由于二次回路的故障，或变压器故障而产生少量气体，或由于发生穿越性短路而引起。如变压器外部故障，则应鉴定继电器内积聚的气体性质。气体如为无色无臭而不可燃的，变压器应可继续运行；如为可燃气体，必须停下变压器，仔细查找原因。检查气体是否可燃时，不得将火源靠近继电器顶端，一般在其上面50～60 mm处。如不为空气所侵入所致，则应取油样检查油的闪光点，若闪光点较原记录降低5°C以上时，必须将变压器停下。如为油内剩余气体析出而至，则应放出继电器内积聚的气体，并注意这次信号动作的时间间隔若时间间隔逐次缩短，说明开关即将跳闸。

8信号和开关同时动作或仅开关动作，一般是由于变压器内部发生严重故障、油面下降太快或保护装置二次回路有故障。

9瓦斯继电器动作原因及故障性质的判断可按下表(9-1)中所列进行。

表9-11

10变压器开关掉闸后，如检查证明不是由于内部故障引起，则故障消除可重新投入运行否则应进行外部检查。

11变压器发生火灾，应立即将所有断路器和隔离刀闸拉开，并将备用变压器投入运行。并同时进行灭火，

若变压器的油溢在变压器顶盖上着火，则应打开变压器下部的事故排油阀放油，使油面低于着火处。

12变压器一次熔丝熔断后，应进行停电检查。检查内容包括外部有无闪络、接地、短路及过载现象，放电后摇测绝缘电阻。

13设备维护方面

加强开关的维护质量，为防止机构失灵，可以对机构内传动轴、锁钉定期润滑，保证传动部分灵活，机构箱门保证处于严密关闭状态，防止线圈受潮，机构灵件锈蚀，对开关跳合闸线圈进行检查，对机构拉杆进行检查。根据厂家资料和发电机运行规程的规定，制定出机组允许的负序电流值和持续时间，作为运行人员进行监视和处理故障的依据。

14.运行维护方面

保证大型变压器安全运行是运维人员的首要任务，在巡视检查时，检查机端电压电流是否为零，若不为零，应怀疑开关非全相，应查明原因，确认后采取相应措施。发电机解列、并列的操作顺序和注意事项，应在现场运行规程中明确规定，便于运行人员正确的完成解列、并列的操作。发变组开关非全相运行时，运行人员要做好发电机三相电流的变化、电压的变化、机组转速的变化、持续时间以及保护装置。信号装置的动作记录，以进行综合分析、判断，制定检查处理的对策。

15.设备改进方面

选择质量好的开关，完善继电保护，提高继电保护动作的可靠性。发电机—变压器组结线方式的高压侧主开关应选用三相联动的操作机构，发电机加装负序电流表，为了使运行人员直观的看到负序电流的大小，更好的将负序电流控制在规定范围内，装设负序电流表是十分必要的。

结束语

综上所述，水力发电机组担负着电网的调峰调频任务，发电机主变压器的安全运行直接威胁电力系统的稳定和机组的安全。研究水力发电机组主变压器在运行中的现象、产生原因和处理方法，以便及时、准确地处理故障，确保水力发电机组的安全稳定运行。