陳松

摘要:本文簡要的對現(xiàn)代火力發(fā)電企業(yè)中普遍采用的高壓硅整流變壓器常見故障、原因和檢查方法作了闡述。

關(guān)鍵詞:整流變故障分析故障解決

中圖分類號:TM4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0126-01

由于全球自然生態(tài)環(huán)境的日益惡化,各國對于本國企業(yè)的各項環(huán)保指標要求也越來越嚴,我國就頒布了一系列環(huán)保設(shè)備要求的苛刻獎懲措施。因此,全國各個工礦企業(yè)無不將環(huán)保設(shè)施安全可靠運行作為企業(yè)的頭等要務(wù)來抓,這其中發(fā)電企業(yè)更是首當其沖成為國家重點治理環(huán)保企業(yè),所以環(huán)保設(shè)施的安全穩(wěn)定運行已經(jīng)成為了關(guān)系到發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟利益攸關(guān)的核心設(shè)備。因此,如何保證發(fā)電企業(yè)環(huán)保設(shè)施中的重要設(shè)備電除塵高壓硅整流變壓器安全穩(wěn)定運行和故障快速消除就成了一個重要課題。

1高壓硅整流變壓器概況

(1)高壓硅整流變壓器有二種阻抗形式。

一為中阻抗,一為高阻抗。目前,中阻抗整流變壓器集高、低阻抗整流變壓器的優(yōu)點為一體,在電場工況比較惡劣和負載變化比較大的情況下有較好的適應(yīng)性;高阻抗變壓器設(shè)計的回路總阻抗為35%～40%,利用主回路總阻抗的積分特性,改善整流輸出電壓波形系數(shù),以得到較低的峰值對平均值比,總阻抗值越高,則波形改善越明顯,輸出的電暈功率超高,使除塵器具備較高的效率。

(2)高壓硅整流變壓器布置在電除塵頂部或室內(nèi),外殼防護等級IP54,變壓器底部可設(shè)集油盤,硅整流變?yōu)楦?中)阻抗,側(cè)出線型(上出線型)。

(3)高壓硅整流變壓器設(shè)、輕瓦斯報警、重瓦斯跳閘、并發(fā)出聲光報警信號。

(4)額定輸出電壓為72kV的整流變初級設(shè)三個抽頭,分別是60kV檔、66kV檔、72kV檔。

2高壓硅整流變壓器常見故障及處理方法

一般情況下,變壓器工作的可靠性比較高,但在運行過程中,由于高壓側(cè)短路,整流硅堆燒毀、擊穿,保護失靈等原因都會造成變壓器故障。

2.1 變壓器故障一般檢查方法

(1)外觀檢查。檢查變壓器外殼及電源輸入、輸出側(cè)是否完好,所有引線、緊固件必須緊固,無放電痕跡。

(2)測量絕緣電阻。低壓繞組對地絕緣電阻應(yīng)大于300MΩ,高壓輸出對地絕緣電阻應(yīng)大于2000MΩ,高壓輸出對低壓繞組絕緣電阻值應(yīng)大于500MΩ。

(3)測量低壓繞組的直流電阻,直流電阻值與出廠值比較,其差別不應(yīng)超出±2%范圍。

(4)變壓器油耐壓試驗,變壓器油擊穿電壓≥35kV/2.5mm

(5)變壓器油色譜分析,根據(jù)特征氣體進行初步判斷變壓器內(nèi)部故障。

2.2 變壓器吊芯檢查和故障分析

變壓器吊芯檢查要求在晴朗干燥的天氣進行,環(huán)境溫度≥－15℃,鐵芯在空氣中暴露時間要求:空氣相對濕度≤65%,暴露時間≤8h,空氣相對濕度≤75%,暴露時間≤6h,空氣相對濕度＞75%,不允許吊芯。

(1)用2500V搖表檢查變壓器鐵芯對地絕緣電阻值與以前測試結(jié)果相比無顯著差別。(2)用2500V搖表檢查硅堆的正方向極性,若反向阻值為0,則有可能是硅堆或電容擊穿,把電容拆下測量,若阻值為0,則是電容損壞.若阻值正常,則是硅堆損壞。(3)用萬用表測量取樣電阻值應(yīng)與標示值一致。(4)斷開高壓繞組與硅堆連線,用萬用表測量各高壓繞組的直流電阻,測量值與出廠值比較偏差應(yīng)不超出±2%范圍,如相差懸殊,可判斷該繞組損壞,如相差不大,可通過其它試驗進一步確定。

3變壓器常見故障及原因

3.1 硅堆和均壓電容燒毀原因

(1)長期運行在高電壓下,產(chǎn)生局部放電老化及受熱作用下發(fā)生熱老化,在電壓的累積效應(yīng)作用下?lián)舸龤А?2)受潮后擊穿電壓值下降等原因?qū)е码娀瘜W(xué)擊穿、熱擊穿、電擊穿等擊穿燒毀。

3.2 高壓引線斷開原因

(1)變壓器引線安裝工藝不良,線鼻松動,接觸電阻大造成放電燒毀。(2)引線與油箱距離較近,在變壓器長期運行的機械振動作用下,使其位移造成高壓引線對外殼放電燒毀。

3.3 高壓套管污閃原因

(1)高壓引線支持套管與油箱本體連接處密封不嚴,造成變壓器油滲漏在套管表面,使污塵吸附。(2)在陰雨天氣等空氣濕度大的情況下,高壓套管表面電導(dǎo)加劇,使套管的泄露電流增加,使高壓套管閃絡(luò)電壓等級下降,從而在工作電壓下發(fā)生污閃跳閘事故。

3.4 高壓電場引線燒斷原因

(1)選用導(dǎo)線材料不良,引線螺栓緊固不良,造成連接壓力不夠。(2)接頭接觸面不平,表面氧化或有污漬,導(dǎo)致接頭實際接觸面積減少,在發(fā)熱和火花放電的長期作用下燒斷。

4結(jié)合故障氣體類型和“三比值”法處理整流變故障

2010年4月,三河發(fā)電公司#4機電除塵整流變變壓器油在定期檢驗中發(fā)現(xiàn)4B21整流變變壓器油總烴超標,總烴值到達587μL/L(氣體色譜分析報表見表4)超過標準規(guī)定含量150μL/L,乙炔含量更是達到了511.7μL/L,遠遠超出了5μL/L的標準含量規(guī)定值。測量數(shù)據(jù):氫34.6μL/L、一氧化碳(CO)13.4μL/L、二氧化碳(CO2)1414.7μL/L、甲烷(CH4)13.4μL/L、乙烷(C2H6)8.3μL/L、乙烯(C2H4)53.7μL/L、乙炔(C2H2)511.7μL/L、總烴587.1μL/L。根據(jù)前述討論判斷變壓器故障方法可知如下。

(1)故障類型產(chǎn)生的氣體分析。

根據(jù)氣象色譜分析數(shù)據(jù)可知,變壓器油中超標氣體主要是乙炔氣體,氣體含量為511.7μL/L到達乙炔氣體標準含量(5μL/L)100倍,由表1不同故障類型產(chǎn)生的氣體分析可知,故障類型初步判斷為變壓器內(nèi)部存在火花放電或電弧放電。

(2)“三比值”法分析。

將氣象色譜分析數(shù)值按“三比值”法計算可知C2H2/C2H4:511.7/53.7=9.53≥3按比值范圍編碼為:2;CH4/H2:13.4/34.6=0.39≥0.1～＜1按比值范圍編碼為:0;C2H4/C2H6:53.7/8.3=6.46≥3按比值范圍編碼為:2。因此,根據(jù)氣體故障類型判斷方法可知:故障類型屬于電弧放電。

綜合故障類型產(chǎn)生氣體的判斷和“三比值”法分析,判斷該變壓器內(nèi)部存在電弧放電現(xiàn)象。因此,將變壓器檢修重點定位為電弧放電部位查找。最終,經(jīng)過仔細認真的檢查,發(fā)現(xiàn)該變壓器硅整流板上的分壓電阻被擊穿,更換電阻后變壓器運行正常,油中各項氣體含量全部合格。

5結(jié)語

作為現(xiàn)代火電廠中越來越重要的環(huán)保設(shè)施,電除塵設(shè)施越來越受到重視,尤其是其核心設(shè)備高壓硅整流變壓器,往往一次除塵設(shè)施的故障停運會給企業(yè)帶來高昂的環(huán)保懲罰代價。因此,作為一名電業(yè)工人保證環(huán)保設(shè)施的可靠穩(wěn)定運行,不僅是為國家環(huán)保事業(yè)作出自己微薄的貢獻,也是企業(yè)創(chuàng)造更大利潤的不二基石。所以,在日常維護工作中一定要加強對高壓硅整流變壓器的定期檢查工作,尤其是作好變壓器油色譜分析工作,并結(jié)合故障氣體類型和“三比值”法對變壓器進行健康分析,將大大提高變壓器的健康運行水平。

參考文獻

[1] 陳天翔,王寅仲.電氣試驗[M].中國電力出版社,2005.